当前位置: 测试器械 >> 测试器械介绍 >> 材料测试材料成分分析方法大全,轻松了
效劳于缔造业百万工程师
保举赏玩呆板计划之紧固件的分类及简介,这是我见过整治最整个的一篇!
气缸的组织与旨趣,动画演示得真明确切
对于非标计划,老工程师给新人这份归纳
呆板计划中四种定位夹紧机构,给你的计划来点新思绪!
成份解析手艺要紧用于对未知物、未知成份等停止解析,经过成份解析手艺也许倏地断定目标样本中的各类构成成份是甚么,协助您对样本停止定性定量解析,辨别、橡胶等高分子材料的材质、原材料、助剂、特定成份及含量、异物等。
凭借目标和请求:微量样本解析和痕量成份解析。
凭借解析的目标:体相元素成份解析、表面成份解析和微区成份解析。
01、体相元素成份解析
原子吸取法
原子吸取光谱法采取的原子化办法要紧有火焰法、石墨炉法和氢化物产生法。
1、原子吸取光谱仪(AAS)
图1德国耶拿原子吸取光谱仪
旨趣:原子吸取光谱解析的波长地区在近紫外区。其解析旨趣是将光源辐射出的待测元素的特色光谱经过样本的蒸汽中待测元素的基态原子所吸取,由发射光谱被裁减的水平,从而求得样本中待测元素的含量。
图2原子吸取组织过程
恰当解析材料:金属材料,非金属材料等
运用畛域:化工、冶金、食物、处境等多种畛域
重视事故:须要对样本停止消融后再停止测定
特色:恰当对气态原子吸取光辐射,具备敏捷度高、抗搅扰手腕强、抉择性强、解析规模广及周详度高档长处。但也出弊病,不能同时解析多种元素,对难溶元素测准时敏捷度不高,在衡量一些繁杂样本时功效欠安。
探测规模及检出限:
可解析微量和痕量元素,部份元素检出限见下表:
Element
FlameAAS
GF-AAS
As
1
Al
50
0.5
Ba
50
1.5
Be
5
0.05
Bi
1
Cd
5
0.03
Ce
ND
Co
10
0.5
Cr
10
0.15
Cu
5
0.5
Pb
20
0.5
2、电感耦合等离子体原子发射光谱仪
图3电感耦合等离子体原子发射光谱仪
旨趣:行使等离子体激起光源(ICP)使试样挥发汽化,离解或分解为原子形态,原子可进一步电离成离子形态,原子及离子在光源中激起发光。行使分光系统将光源发射的光分解为按波长布列的光谱,此后行使光电器件探测光谱,凭借测定取得的光谱波长对试样停止定性解析,按发射光强度停止定量解析。
图4ICP-OES旨趣示用意
恰当解析材料:高纯有色金属及其合金;金属材料、电源材料、贵金属,电子、通信材料及其包装材料;调理器材及其包装材料
运用畛域:冶金、地矿、建材、呆板、化工、农业、环保、食物和医药等多种畛域
重视事故:须要对样本停止消融后再停止测定
特色:
1、可测元素70多种;
2、解析速度快,一分钟可测5-8个元素,中路子二维分光系统,具备更高的分辩手腕;3、多元素同时解析,客户也许自如抉择元素数目与安顿衡量依次;
4、检出限低,抵达ppb量级,Ba乃至抵达0.7ppb;5、线性动态规模宽,高达6个数目级,高下含量也许同时衡量;6、解析成本低。
探测规模及检出限:
用于微量元素解析和无益物资探测,不同元素最低探测限是不同的,见图7。
3、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)
图5电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)
旨趣:测准时样本由载气(氩气)引入雾化系统停止雾化后,以气溶胶式样投入等离子体中间区,在高仁慈惰性氛围中被去溶剂化、汽化解离和电离,变化成带正电荷的正离子,经离子搜聚系统投入质谱仪,质谱仪凭借质荷比停止离开,凭借元素养谱峰强度测定样本中响应元素的含量.
恰当解析材料:金属,非金属等材料
运用畛域:处境、半导体、医学、生物、冶金、煤油、核材料等畛域
特色:谱图简捷;卓越的检出限,特殊是对重金属元素;线性规模宽;倏地同位素比值衡量手腕;所需样本量小。
探测规模及检出限:
多种有机物及无机物的定性和定量解析、繁杂化合物的组织解析、样本中各类同位素比的测定及固体表面的结媾和构成份析等。
检出限见图7。
图7ICP-OES和ICP-MS各元素检出限
4、X射线荧光光谱仪(XRF)
分为波长色散型X射线荧光光谱仪(WD-XRF)和能谱色散型X-射线荧光光谱仪(ED-XRF)。
图8X射线荧光光谱仪
旨趣:用X射线照耀试样时,试样也许被激起出各类波长的荧光X射线,须要把搀杂的X射线按波长(或能量)隔开,离别衡量不同波长(或能量)的X射线强度,以停止定性和定量解析。
图9波长色散型和能量色散型谱仪旨趣图
恰当解析材料:铝合金、不锈钢、铬钼合金、金属管道和法兰材料,黄铜、青铜以及其余铜合金,金属焊料、钛合金、对象钢、镍基或钴基等“超等合金”停止材料商标般配和元素定量解析。
运用畛域:地质、处境、石化、金属、矿物、水泥、玻璃等泛滥产业及科研畛域
特色:制样简捷、倏地,样本一切表面、表面某一部份或特定点处的解析,解析速度快,不乱性高、精度高;动态规模宽(从ppm至%);先进的无标样解析软件包,也许对完备未知的样本停止简捷、倏地的解析。
5、X射线衍射仪(XRD)
图10X射线衍射仪
旨趣:行使晶体孕育的X射线衍射,对物资停止内部原子在空间散布形象的组织解析办法。将具备必然波长的X射线照耀到结晶性物资上时,X射线因在结晶内碰到规定布列的原子或离子而产生散射,散射的X射线在某些方位上相位取得增强,从而显示与结晶组织相对应的特有的衍射局势。
图11X射线衍射实行示用意
恰当解析材料:无机材料、有机材料、钢铁冶金、纳米材料
运用畛域:冶金、煤油、化工、科研、航空航天、教化、材料临盆等畛域
重视事故:
对测试样本有请求
(1)固体样本表面>5×5mm,厚度在10μm以上,表面必需平坦,也许用几块粘贴一同。
(2)对于片状、圆拄状样本会存在严峻的择优取向,衍射强度反常,需供应测试方位。
(3)对于衡量金属样本的宏观应力(晶格畸变),衡量残存奥氏体,请求制备成金相样本,并停止每每抛光或电解抛光,消除表面应变层。
(4)粉末样本请求磨成目标粒度,直径约40微米,分量大于5g。
探测规模:
物相解析:定性解析和定量解析。前者把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与准则物相的衍射数据相对比,断定材猜中存在的物相;后者则凭借衍射手段的强度,断定材猜中各相的含量。
在探索本能和各相含量的关连和查验材料的成份配等到随后的责罚规程能否公道等方面都取得精深运用。
6、分光光度计
图12分光光度计
旨趣:分光光度计采取一个也许孕育多个波长的光源,经过系列分光装配,从而孕育特定波长的光源,光线透过测试的样本后,部份光线被吸取,祈望样本的吸光值,从而变化成样本的浓度,吸光值与样本的浓度成正比。
图13分光光度计旨趣图
恰当解析材料:金属,非金属等
运用畛域:产业、农业、生化、地质、冶金、食物、环保等各个畛域
特色:
看来光分光光度计:
(1)采取低杂散光,高分辩率的单光束单色器,保证了波长的确度、波长反复性和更高的分辩率。
(2)主动调0%T和%T,主动调波长及多种办法的数据责罚成效。
(3)高分辩率,普遍的样本槽,可包容mm光径吸取池和响应的反射附件。
(4)仪器配有准则的RS-双向通信接口,可外接打印机,打印响应的实行数据。
紫外分光光度计:
倏地、样本量少(几微克-几毫克),特色性强(各类物资有其特定的红外光谱图)、能解析各类形态(气、液、固)的试样以及不毁坏样本。
探测规模及检出限:
(1)看来光分光光度计:测定波长规模为~nm的看来光区;
(2)紫外分光光度计:测定波长规模为~nm的紫外光区;
(3)红外分光光度计:测定波长规模为大于nm的红外光区;
(4)荧光分光光度计:用于扫描液相荧光符号物所发出的荧光光谱;
02、表面成份解析和微区成份解析
1、电子探针谱仪
分为能谱仪和波谱仪
图14电子探针谱仪
旨趣:行使聚焦电子束(电子探测针)照耀试样表面待测的褊狭地区,从而激起试样中元素孕育不同波长(或能量)的特色X射线。用X射线谱仪探测这些X射线,取得X射线谱。凭借特色X射线的波长(或能量)停止元素定性解析;凭借特色X射线的强度停止元素的定量解析。
恰当解析材料:金属及合金,高分子材料、陶瓷、混凝土、生物、矿物、纤维等无机或有机固体材料解析
运用畛域:地质,冶金,煤油,化工,矿产,农业等畛域
重视事故:样本要有优良的导电、导热性,表面平坦度等
特色:波谱仪解析的元素规模广、探测极限小、分辩率高,合用于无误的定量解析。能谱仪解析速度快,可用较小的束流和藐小的电子束,对试样表面请求不如波谱仪那样严峻,因而特殊恰当于与扫描电子显微镜合做行使。
探测规模:
特色X射线的波长和能量表以下:
2、X射线荧光光谱仪(XRF)
拜见体相成份解析X射线荧光光谱仪(XRF)
3、俄歇电子能谱仪(AES)
图15俄歇电子能谱仪
旨趣:具备必然能量的电子束(或X射线)激起样本俄歇效应,经过探测俄歇电子的能量和强度,从而取得关联材料表面化学成份和组织的讯息的办法。
图16俄歇电子能谱仪组织
恰当解析材料:金属、高分子等材料,薄膜,涂层等
运用畛域:半导体手艺、冶金、催化、矿物加工和晶体成长等。
特色:在接近表面5-20埃规模内化学解析的敏捷度高,很高的空间分辩率,最小可抵达6nm;能探测周期表上He此后的整个元素及元素散布;经过成份变动衡量超薄膜厚。
4、X射线光电子能谱(XPS)
图17X射线光电子能谱
旨趣:激起祥为X射线,用X射线影响于样本表面,孕育光电子。经过解析光电子的能量散布取得光电子能谱探索样本表面构成和组织。
恰当解析材料:金属、高分子等材料,薄膜,涂层等
运用畛域:半导体手艺、冶金、催化、矿物加工和晶体成长等
特色:
⑴可测除H、He除外的整个元素。探测敏捷度约为0.1at%。
⑵亚单层敏捷度;探测深度1~10nm,依赖材料和实行参数。
⑶可元素定量解析。
⑷卓越的化学讯息,化学位移和卫星组织与完备的准则化合物数据库的连结行使。
⑸解析黑白组织毁坏的;X射线束损伤每每微不够道。
⑹详细的电子结媾和某些几许讯息。
5、离子散射光谱仪(ISS)
旨趣:凭借弹性散射理论,由于散射离子的能量散布和角散布与表面原子的原子量有断定的关连,经过对散射离子停止解析就也许取得表面单层元素组份及表面组织解析。
恰当解析材料:合金,高分子材料等
运用畛域:物理,化学,微电子,生物,制药,空间解析等产业和探索方面。
特色:
(1)探测深度控制在最顶单层。10-2~10-3单层敏捷度。
(2)可测除H除外的整个元素。
(3)同位素离开。
6、二次级离子质谱仪(SIMS)
旨趣:经过发射热电子电离氩气或氧气等离子体轰击样本的表面,探测样本表面溢出的荷电离子或离子团来表征样本成份。也许对同位素散布停止成像,表征样本成份;探测样本成份的纵向散布
图18二次级离子质谱仪(SIMS)
恰当解析材料:金属,半导体陶瓷,有机物
运用畛域:物理,化学,微电子,生物,制药,空间解析等产业和探索方面。
特色:
⑴对某些元素极为表面敏捷(10-6单层);在静态式样下探测深度束缚在最顶单层。
⑵可测整个元素,囊括H和同位素辨认。
⑶较好的横向分辩(1m)。
⑷在动态式样下同时深度分析。
⑸在动态式样下具备探测搀杂级浓度的充足的敏捷度动态规模的独一手艺。
⑹Cluster相对强度的有限化学讯息。
7、红外吸取光谱仪(IR)
图19红外吸取光谱仪
旨趣:用不同气体对不同波长的红内线具备抉择性吸取的特色。具备错误称组织的双原子或多原子气体分子,在某些波长规模内(1~25um)吸取红内线,具备各自的特色吸取波长。
恰当解析材料:无机、有机、高分子化合物
运用畛域:化工,物理、天文、天气、遥感、生物、医学等畛域
特色:测试火速,操纵便利,反复性好,敏捷度高,试样用量少,仪器组织简捷等
探测规模:
每每将红外光谱分为三个地区:近红外区(0.75~2.5μm)、中红外区(2.5~25μm)和远红外区(25~μm)。
图20红外吸取旨趣示用意
8、拉曼散射光谱仪(RAMAN)
图21激光共聚焦拉曼光谱仪
旨趣:当光打到样本上光阴,样本分子会使入射光产生散射。大部份散射的光频次没变,咱们这类散射称为瑞利散射,部份散射光的频次变了,称为拉曼散射。散射光与入射光之间的频次差称为拉曼位移。拉曼光谱仪要紧便是经过拉曼位移来断定物资的分子组织。
恰当解析材料:固体、液体、气体、有机物、高分子等
运用畛域:煤油、食物、农牧、刑侦及珠宝行业、处境、判定、地质畛域、化学、高分子、制药及医学等关联畛域
特色:
(1)毋庸或少许筹办样本
(2)无斲丧性化学废除物
(3)高分辩率
(4)处事波数规模大,最低可探测波长可达.9nm
(5)可对样本表面停止um级的微区探测
(6)可停止显微成像衡量
(7)倏地探测
(8)操纵简短
探测参数:
光学参数
光谱扫描规模:~0cm-1
输出功率:0~50mW
瑞利线禁止:OD8,最小可探测波数cm-1
数值孔径:0.42
处事间隔:20mm
单色仪:F/#=8
光栅:l/mm
线分辩率:1.6nm/mm
03其余
1、火花直读光谱仪
图22火花直读光谱仪
旨趣:火花直读光谱仪用电弧(或火花)的高温使样本中各元素从固态直接气化并被激起而发射出各元素的特色波长,用光栅分光后,成为按波长布列的“光谱”,这些元素的特色光谱线经过出射狭缝,射入各自的光电倍增管,光记号变为电记号,经仪器的遏制衡量系统将电记号积分并停止模/数变换,而后由祈望机责罚,并打印出各元素的百分含量。
恰当解析材料:黑色金属,有色金属
运用畛域:冶金、呆板及其余产业部门
特色:
采样方法敏捷,对于希有和宝贵金属的探测和解析也许朴质取样带来的斲丧。
测试速度高,可设定多通道倏得多点搜聚,并经过电脑及时输出。
对于一些呆板零件也许做到无损探测,不毁坏样本。
解析速度快,恰当做炉前解析或现场解析。
测试规模:
也许同时倏地测定金属固体样本中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo、V、Ti、Cu、Al、W、Co、Nb、Mg、La、Ce、B、Pb、Sn、As、Sb、Bi等各类金属、非金属及气体元素。
2、红外碳硫解析仪
图23红外碳硫解析仪
旨趣:将试样在高温炉中通氧焚烧,生成并逸出CO2和SO2气体,用此法完成碳硫元素与金属元素及其化合物的离开,而后测定CO2和SO2的含量,再换算出试样中的碳硫含量。
恰当解析材料:黑色金属、有色属、稀土金属无机物、矿石、陶瓷等物资
运用畛域:冶金、呆板、商检、科研、化工等行业中
特色:的确、倏地、敏捷度高的特色,高下碳硫含量均行使
手艺目标:
(1)衡量规模:0.1g~0.5g碳Carbon0.%~15%(上限可伸展至%)硫Sulfur0.%~5%
(2)最小读数:0.%
(3)仪器精度:碳1ppm或RSDpound;0.5%硫1ppm或RSDpound;1.0%
(4)解析功夫:20-40秒
(5)电子天平称量规模:0.g~g
免责证实:本文系网络转载,版权归原做家整个。如波及版权,请关连清除!文中体例仅代表做家个体看法,转载不同于本平台认可可能持有雷同看法。