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合金化学分析技术

发布日期:2019-03-13 11:02:40  发布人:声呐科技  点击量:190

由于材料特性可以通过将合金元素引入基础材料而变化,因此化学分析对于确定和验证材料的等级是重要的。此外,某些元素的使用可能会受到材料限制,因此痕量分析对于证明元素缺失很重要。有几种技术可用于合金化学分析,技术选择取决于材料基础,等级,几何形状,可用材料。下面提供了几种不同方法的简要概述,并讨论了该方法背后的一般科学以及技术和样品配置的限制。 

电弧火花光学(Arc-Spark OES)和辉光放电发射光谱(GD-OES)

通过平磨研磨制备固体样品表面,并将研磨表面与电极配合。表面在电极到样品界面周围通电,并且在光学系统中观察到产生的光子。激发方法定义这是电弧火花还是辉光放电技术。波长由衍射分开,探测器位于衍射光路的末端。诸如CCD或CID固态技术之类的连续探测器的出现正在彻底改变这种技术,使得不再需要定点或机械扫描光电倍增器,因此使仪器能够适应许多金属合金而几乎不需要进行任何修改。这种技术的局限性在于需要提供相对“厚”的试样(通常> 2mm),并且直径大于1cm的区域需要能够磨平。由于样品制备(从大部件中提取合适的样品并进行研磨)以及残留在样品上的激发“疤痕”,这通常被认为是破坏性技术。辉光放电激发技术也不适合分析氮气,而许多电弧火花仪器能够用正确的光学系统进行氮气检测。这两种技术都能够同时定量大量和近微量元素浓度。 

X射线荧光光谱,能量色散X射线光谱(EDS)和波长色散X射线光谱仪(WDS)

与光学技术一样,X射线光谱学是一种发射技术,然而产生的光子的X射线能量(高于)光学光子的能量。利用X射线光谱,使用一束单色X射线(或EDS情况下的电子)激发样品,并用固态(多通道)探测器探测发射光子,以响应入射能量。XRF通常被认为是多相技术,因此可以分析固体和液体。然而,EDS和WDS通常需要固体样品,因为分析是在真空下进行的。该技术还具有与电子显微镜结合使用的能力,使得可以将非常小的区域作为分析目标。一般认为定性比定量更重要,但是,对几个样品和标准参数的理解可以产生非常好的定量结果。通常,这不是批量痕量分析的好方法。

电感耦合等离子体发射光谱

ICP-OES是一种与Arc-Spark和辉光放电光谱非常相似的分离和检测技术。不同之处在于样品的引入和激发。用于ICP的样品作为液体引入并注入氩等离子体中。因此,为了从固体合金制造液体样品,使用酸或其他化学物质“消化”或湿润固体。因此,该技术在样本大小或几何形状方面具有非常小的限制,但是它具有破坏性。该技术也不适用于分析钢级确定所需的一些元素,例如碳,硫,氧,氢和氮,因此还需要燃烧技术来表征一个或多个无能力元素。该技术能够通过批量分析进行追踪。

电感耦合等离子体质谱

该技术的样品引入和制备与ICP-OES相同,但检测技术不同。在这种情况下,直接观察在等离子体中产生的离子而不是所得到的光子。产生的离子被“扫描”到质量选择检测器,该检测器响应并分离离子的质量。检测器变化的结果是灵敏度增加导致超痕量分析,这对于大多数合金测定通常不是必需的,但是可能需要用于表征超纯合金的超痕量污染物。

 

可以看出,有许多技术能够进行合金化学分析,但同样多的考虑因素。请根据目标要求和样品配置确定最佳分析方法。

 

在实验室中,合金类型的一般配置如下:

  • 碳素钢

  • 低合金钢

  • 不锈钢

  • 工具钢

  • 铸铁(灰色,韧性和结节)

  • 铝合金(铸造和锻造)

  • 铜合金(纯铜,黄铜和青铜)

  • 镍合金

  • 锌合金

  • 镁合金

  

GNR火花光学发射光谱仪(直读光谱仪)是金属分析的理想仪器,它是金属工业(初级合金铸造厂,金属加工业,机械工业)所有领域的有效生产控制系统理想代表之一,可以有效的分析确定固体合金样品中金属元素的纯度和组成。除了直读光谱仪,GNR的手持式X射线荧光光谱仪可以快速完成PMI测试及各种合金材料的筛选等检测工作。


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