Kết quả XRF ghi Wt% và At% khác nhau thế nào khi kiểm tra vàng?

Wt% và At% trên kết quả XRF nghĩa là gì?

Wt% là phần trăm khối lượng của một nguyên tố trong tổng khối lượng dùng làm cơ sở tính, còn At% là phần trăm số nguyên tử của nguyên tố đó trong tổng số nguyên tử dùng làm cơ sở tính.

IUPAC định nghĩa mass fraction là khối lượng của một thành phần chia cho tổng khối lượng các thành phần của hỗn hợp. Vì vậy, Wt% (weight percent) trả lời câu hỏi: trong 100 phần khối lượng của cơ sở đang xét, có bao nhiêu phần khối lượng thuộc Au, Ag, Cu hoặc nguyên tố khác.

IUPAC định nghĩa amount fraction, còn gọi là mole fraction, là lượng chất của một thành phần chia cho tổng lượng chất; đại lượng này bằng number fraction, tức tỷ lệ số thực thể. Vì vậy, At% (atomic percent) trả lời câu hỏi về tỷ lệ số nguyên tử, không phải tỷ lệ khối lượng.

Trên báo cáo phần mềm, hai cột còn có thể được chuẩn hóa theo danh sách nguyên tố mà chương trình đang dùng. Hãy giữ nguyên tiêu đề Wt%, At%, Normalized Wt% hoặc Normalized At% trên ảnh. Một con số kèm dấu % nhưng không có tiêu đề cột không đủ để xác định cơ sở tính.

Vì sao cùng một mẫu có Au Wt% và Au At% khác nhau?

Hai giá trị khác nhau vì một nguyên tử Au nặng hơn đáng kể so với một nguyên tử của kim loại hợp kim như Cu; cùng một khối lượng vàng có thể tương ứng với số nguyên tử ít hơn nên Au At% thường thấp hơn Au Wt% trong hệ Au–Cu.

NIST liệt kê khối lượng nguyên tử chuẩn của Au khoảng 196,966569 và của Cu khoảng 63,546. Do một nguyên tử Au nặng hơn một nguyên tử Cu khoảng ba lần, việc đổi từ khối lượng sang số nguyên tử làm tỷ lệ tương đối của Au giảm trong ví dụ chỉ gồm hai nguyên tố này.

Ví dụ toán học, không phải kết quả của một món trang sức: hỗn hợp chỉ gồm 75 Wt% Au và 25 Wt% Cu tương ứng khoảng 49,18 At% Au và 50,82 At% Cu. Chiều ngược lại, 75 At% Au và 25 At% Cu tương ứng khoảng 90,29 Wt% Au và 9,71 Wt% Cu.

Nếu thay Cu bằng Ag, Zn, Pd, Ni hoặc thêm nhiều nguyên tố, kết quả đổi sẽ khác vì mỗi nguyên tố có khối lượng nguyên tử riêng. Vì vậy, không được ghi nhớ một hệ số chung rồi áp cho mọi hợp kim vàng.

Làm sao đổi giữa Wt% và At% mà không nhầm cơ sở?

Hãy dùng cùng một danh sách nguyên tố, chia từng Wt% cho khối lượng nguyên tử để tính tỷ lệ nguyên tử rồi chuẩn hóa tổng; chiều ngược lại nhân từng At% với khối lượng nguyên tử rồi chuẩn hóa theo khối lượng.

Với nguyên tố i, công thức từ khối lượng sang nguyên tử là: At%ᵢ = (Wt%ᵢ / Mᵢ) / tổng(Wt%ⱼ / Mⱼ) × 100. Công thức ngược là: Wt%ᵢ = (At%ᵢ × Mᵢ) / tổng(At%ⱼ × Mⱼ) × 100, trong đó M là khối lượng nguyên tử. Các công thức này cho kết quả đã chuẩn hóa về 100% trên chính tập nguyên tố được đưa vào; chúng không tự tái tạo cột unnormalized theo quy tắc riêng của phần mềm.

Phép đổi chỉ đúng khi các số đầu vào dùng cùng đơn vị và cùng tập nguyên tố. Nếu phần mềm ẩn một dòng, gộp Other, loại một nguyên tố dưới ngưỡng, báo hợp chất thay vì nguyên tố hoặc chuẩn hóa lại danh sách, tổng và tỷ lệ sau đổi cũng thay đổi.

Cách kiểm tra dễ truy vết là xin CSV hoặc PDF gốc, ghi nguồn khối lượng nguyên tử, giữ đủ chữ số khi tính rồi chỉ làm tròn ở kết quả cuối. Nếu phiếu không cho biết danh sách đầy đủ, hãy yêu cầu nơi đo xuất lại thay vì tự điền phần thiếu.

• Chép đúng mọi nguyên tố trong cùng cột và cùng lần đo.
• Xác nhận cột đã chuẩn hóa hay chưa trước khi tính.
• Dùng một bảng khối lượng nguyên tử có nguồn và phiên bản rõ ràng.
• Giữ nhiều chữ số trong bước trung gian, chỉ làm tròn ở cuối.
• Đối chiếu tổng sau đổi và lưu phép tính cạnh báo cáo gốc.

Có thể dùng Au At% để đổi thẳng sang tuổi K không?

Không. Tuổi vàng, phần trăm vàng và độ tinh khiết theo phần nghìn được xác định theo tỷ lệ khối lượng; vì vậy 75 At% Au không đồng nghĩa 75 Wt% Au và không được đọc trực tiếp thành vàng 18K.

Tài liệu GIA mô tả phần trăm vàng là khối lượng vàng chia cho tổng khối lượng kim loại, còn karat chia tổng thành 24 phần theo khối lượng; theo cơ sở đó, 18K danh nghĩa tương ứng 18/24, tức 75 Wt% hoặc 750 phần nghìn theo khối lượng. Hallmarking Convention cũng định nghĩa fineness bằng phần nghìn theo khối lượng hợp kim.

Do đó, nếu màn hình chỉ hiện Au 75 At%, bạn chưa có con số để gọi là 18K. Trong ví dụ chỉ gồm Au–Cu ở trên, 75 At% Au tương ứng khoảng 90,29 Wt% Au, cho thấy việc gắn nhãn 18K từ cột nguyên tử có thể sai rất xa.

Ngay cả khi báo cáo ghi Au 75 Wt%, hãy diễn đạt là kết quả của phép đo đang xem và kiểm tra độ không đảm bảo, chương trình, hiệu chuẩn, hình dạng cùng tình trạng bề mặt. Không nên dùng một dòng phần trăm để thay toàn bộ quy trình xác nhận độ tinh khiết hoặc điều kiện giao dịch.

Vì sao phải kiểm tra dòng Au, tổng và trạng thái chuẩn hóa?

Bạn phải xác nhận đúng dòng Au và đúng cột, sau đó kiểm tra tổng cùng nhãn normalized hay unnormalized, vì hai bảng có thể dùng danh sách nguyên tố hoặc quy tắc chuẩn hóa khác nhau dù nhìn đều có dấu phần trăm.

Tài liệu kỹ thuật Hitachi cho thấy một bảng định lượng có thể cùng lúc liệt kê Weight Percent, Normalized Wt Percent, Atomic Percent và Normalized At Percent. Điều này minh họa rằng tên cột là một phần của kết quả; chỉ chụp riêng dòng Au sẽ làm mất cơ sở cần thiết để đọc số.

Đừng cộng lẫn Wt% với At% và đừng so Au Wt% chưa chuẩn hóa của lần A với Au At% đã chuẩn hóa của lần B. Trước khi so, hãy đặt cạnh nhau mã món, điểm đo, chương trình, thời lượng, danh sách nguyên tố, đơn vị, trạng thái chuẩn hóa và số chữ số hiển thị.

Nếu tổng không bằng 100%, đừng tự lấy phần thiếu cộng vào Au. Hãy kiểm tra làm tròn, dòng ẩn, Other, ngưỡng báo cáo và bản xuất đầy đủ; phần chênh số học không tự xác định được nguyên tố nào.

XRF có trực tiếp đếm từng nguyên tử để tạo At% không?

Không nên mô tả như vậy. XRF thu phổ tia X đặc trưng, dùng năng lượng để nhận diện nguyên tố, rồi kết hợp cường độ tín hiệu với mô hình phần mềm để định lượng; At% là cách phần mềm biểu diễn thành phần sau quy đổi.

Hitachi giải thích năng lượng đỉnh tia X đặc trưng giúp định tính nguyên tố, còn cường độ tia X đặc trưng được dùng cho phân tích định lượng. Kết quả còn phụ thuộc thuật toán, hiệu chuẩn, hiệu ứng ma trận, hình học và chương trình phân tích của thiết bị.

Vì vậy, câu “máy đếm được 75 nguyên tử vàng trong 100 nguyên tử” là cách nói quá đơn giản và dễ làm người đọc tưởng At% là quan sát trực tiếp. Cách diễn đạt thận trọng hơn là: phần mềm báo tỷ lệ nguyên tử được suy ra từ kết quả định lượng và khối lượng nguyên tử theo mô hình đang dùng.

Nếu cần biết chính xác một model tạo cột At% thế nào, hãy xem hướng dẫn của đúng phần mềm và phiên bản. Không lấy giao diện của một hãng để suy ra mọi máy đều dùng cùng danh sách, cùng chuẩn hóa hoặc cùng cách làm tròn.

Vị trí đo XRF ảnh hưởng cách đọc hai cột thế nào?

Cả Wt% lẫn At% đều thuộc vùng mà phép đo đã lấy tín hiệu; nếu món có lớp phủ, mối hàn, khóa, vùng sửa hoặc thành phần không đồng nhất, một điểm đo không tự đại diện cho lõi hay toàn bộ món.

GIA lưu ý tín hiệu huỳnh quang tia X thứ cấp thu được trong XRF phát ra từ vùng rất gần bề mặt và một khu vực nhỏ, nên mẫu mạ hoặc không đồng nhất có thể không được đại diện bởi một lần đo. Hình dạng lồi, bề mặt đặc biệt và tình trạng hoàn thiện cũng có thể ảnh hưởng đến việc diễn giải.

ISO 23345:2021 mô tả phương pháp ED-XRF để xác nhận độ tinh khiết của trang sức được xem là đồng nhất và nêu phạm vi không phù hợp cho vật có lớp phủ. Vì vậy, việc cột Wt% đúng cơ sở khối lượng không có nghĩa con số tự chứng minh toàn bộ món có cùng thành phần.

Hãy ghi từng điểm như thân, khóa, mối hàn hoặc vùng nghi sửa và giữ riêng kết quả. Khi các điểm khác nhau, yêu cầu nơi đo giải thích cách chọn điểm hoặc dùng phương pháp bổ sung phù hợp thay vì chọn riêng lần có Au cao nhất.

Nên yêu cầu phiếu XRF ghi gì trước khi bán vàng?

Phiếu nên giữ mã món, ảnh hoặc mô tả điểm đo, model, chương trình, thời lượng, mọi nguyên tố, tiêu đề Wt% hay At%, trạng thái chuẩn hóa, độ không đảm bảo nếu có, ngày giờ và mã lần đo.

Trước tiên hãy chụp toàn màn hình để dòng Au, tiêu đề cột và tổng không bị cắt. Nếu có nhiều điểm, đặt mã R1, R2 cho từng lần và nối mỗi mã với đúng vị trí trên món; một bảng số không có mã rất dễ bị ghép nhầm khi báo giá.

Xin bản xuất gốc nếu hệ thống hỗ trợ và giữ cả kết quả trước lẫn sau khi đo lại. Nếu cửa hàng chuyển cột Wt% thành tuổi K, yêu cầu họ ghi công thức, quy tắc làm tròn và con số nào thực sự được dùng cho định giá thay vì chỉ nói “máy tự đổi”.

Tách hồ sơ thành phần khỏi phiếu giao dịch. Phiếu thành phần cho biết đơn vị, điểm đo và cách phần mềm báo Au; phiếu giao dịch cần ghi riêng khối lượng tính tiền, độ tinh khiết được chấp nhận, đơn giá, khoản điều chỉnh và tổng TWD.

Câu hỏi thường gặp