Wie alle Bereiche der Antiquitäten, so ist auch die Philatelie ein beliebtes Betätigungsfeld für Fälscher, sowohl bei Briefmarken als auch bei Vorphila-Briefen.

Oft können die nachgeahmten Stücke von philatelistischen Experten aufgrund von äußeren Merkmalen (Papierart, Gestaltungsdetails, Farbunterschiede, Stempelung, etc.) und Vergleich mit den Originalen erkannt werden, häufig bleiben jedoch auch Fragen oder Unsicherheiten in der Beurteilung: die Fälscher nutzen nämlich die Fortschritte der modernen Reproduktionstechnik und können damit immer häufiger Falsifikate herstellen, die mit dem Auge nicht mehr zu identifizieren sind.

Hier kann die Naturwissenschaft helfen und mit den leistungsfähigen Methoden der instrumentellen High-Tech-Analytik Originale von Fälschungen sicher unterscheiden.

Da die anzuwendenden Verfahren zerstörungsfrei sein müssen, ist die Auswahl auf spektroskopische Methoden beschränkt. Es zeigte sich, dass die ortsaufgelöste Röntgenfluoreszenzspektroskopie zur Analyse und Echtheitsprüfung von schwarzen Stempeln angewandt werden kann.

Die Röntgenfluoreszenzanalyse ist prinzipiell eine zerstörungsfreie Methode. Die Probengröße ist nur durch die Geometrie der Probenschleuse begrenzt. Eine direkte Analyse von Briefen mit einer Größe von bis zu 20 x 15 cm ist daher möglich.

Auf der Basis einer größeren Anzahl von Belegen mit philatelistisch eindeutig bestimmter Einstufung als Original oder Fälschung konnten Charakteristika in den Röntgenfluoreszenzspektren schwarzer Stempel identifiziert werden, die eine Alterseinstufung ermöglichen. Es stellte sich heraus, dass die Anwesenheit bestimmter Elemente und/oder ihre Kombination, sowie deren relative Konzentration zur Feststellung von Fälschungen verwendet werden kann, die unter Verwendung moderner Bestandteile hergestellt wurden.

Schwarze Stempelfarben bestehen im allgemeinen entweder aus ölhaltigen Suspensionen von stark dunkel gefärbten Pigmenten (wie z.B. Ruß oder Ultramarin) oder aus Lösungen von intensiv färbenden synthetischen organischen Farbstoffen (wie z.B. Triphenylmethanfarbstoffe oder Nigrosin, etc.) in Alkohol, wässrigem Glycerin oder Ethylenglykol, oder Mischungen daraus. Anhand der bekannten Daten der Erfindung der betreffenden Farbstoffe ist somit eine Datierung unter der Voraussetzung möglich, dass charakteristische anorganische Bestandteile oder Verunreinigungen dieser Farbstoffe detektiert werden können. So wird beispielsweise Kristallviolett (aus der Reihe der Triphenylmethanfarbstoffe) unter Verwendung von Phosphorylchlorid als Katalysator hergestellt, was einen deutlich messbaren Phosphorgehalt des Endproduktes verursacht. Nigrosin wird durch Erhitzen von Nitrobenzol und Anilin mit metallischem Eisen und Eisenchlorid hergestellt und enthält deshalb Eisen.

Des weiteren werden moderne Farben in der Regel unter Verwendung von Füllstoffen wie Blanc fixe (Bariumsulfat), Lithopone (eine Mischung von Bariumsulfat und Zinksulfid), Zinkweiß (Zinkoxid) oder Titanweiß (Titandioxid) hergestellt, die jeweils seit bestimmten Zeitpunkten im 19. und 20. Jahrhundert in Gebrauch sind.

Andererseits können verschiedene Elemente oder deren Kombination auch als Beweise für authentische alte Stempel dienen. So können signifikante Schwefel-gehalte im Vergleich zum Untergrundsignal des Papiers von Ruß herrühren, der vor der Erfindung der synthetischen Farben zur Herstellung von schwarzen Stempel-farben benutzt wurde. Aluminium, Silicium und Schwefel sind wiederum die Bestandteile von Ultramarin, ein Pigment, das schon seit der Antike benutzt wird, aber 1828 auch erstmalig synthetisch hergestellt wurde. Hohe Eisengehalte können auf die Anwesenheit von Preussischblau hindeuten, das im Jahr 1704 eingeführt wurde, oder auf die seit etwa zweitausend Jahren bekannte Eisengallustinte.