Как определить состав сплава

Что такое рентгенофлуоресцентный спектрометр?

Рентгенофлуоресцентный спектрометр представляет собой аналитический прибор, который определяет каждый химический элемент, присутствующий в тестируемом образце. Это устройство также определяет общее количество химических элементов в образце. Уникальным свойством рентгенофлуоресцентных спектрометров является то, что используемый метод энергетической дисперсии может использоваться при тестировании образцов, свойства которых (структура материала, внешний вид и т.п.) должны оставаться абсолютно неизменными в процессе тестирования. Таким образом, метод диагностики, используемый рентгенофлуоресцентными спектрометрами, является неразрушающим и полностью безопасен для тестируемых образцов.

По сравнению с другими анализаторами, рентгенофлуоресцентные спектрометры обладают целым рядом важных преимуществ:

  • Определение присутствия элементов от магния до урана в самом широком спектре образцов из различных материалов, включая металлы, сплавы, грунты, руды, пластики, пигменты и многие другие.
  • Портативное, эргономичное исполнение, позволяющее работать с устройством одной рукой
  • Точность и правильность результатов анализа сравнима с лабораторными исследованиями (зависит от типа образца и степени его подготовки)
  • Встроенная база данных сплавов для получения быстрых и точных результатов
  • 100% неразрушающий метод контроля, абсолютно не влияющий на свойства образца

Рентгенофлуоресцентные спектрометры могут применяться в разнообразных отраслях, включая промышленное производство, исследовательскую деятельность, проверку на соответствие стандартам, включая:

  • Идентификация позитивных фотоматериалов
  • Анализ золота и драгоценных металлов
  • Определение марки сплава
  • Анализ грунта
  • Анализ состава подземной выработки
  • Контроль качества руды (определение сорта)
  • Анализ полимерных материалов
  • Анализ свинца и других токсичных тяжелых металлов
  • Анализ пигментов
  • Анализ керамических изделий
  • Анализ потребительских товаров

Проверка на соответствие требованиям RoHS, ASTM F963, API RP 578, превышение уровня содержания свинца в медных/латунных трубах и запорной арматуре систем водоснабжения и т.д.

Принцип работы рентгенофлуоресцентных спектрометров

Метод основан на анализе характеристического спектра вторичного флуоресцентного излучения пробы, который возникает под действием более жесткого рентгеновского излучения. Спектральный состав вторичного излучения адекватно отражает элементный состав анализируемого образца, так как атомы химических элементов имеют свои характеристические линии, индивидуальные для данного элемента. Наличие в спектре характеристических линий указывает на качественный состав пробы, а измерение интенсивности этих линий позволяет количественно оценить концентрацию вещества.

Идентификация состава анализируемого вещества пробы производится по характеристическим спектральным линиям, представленным в справочной литературе по наиболее вероятным работы вполне достаточно использовать для анализа линии K- и L- серий в самом представительном первом порядке отражения в диапазоне от Ca (20) до U (92).

Преимущества рентгенофлуоресцентного метода

Рентгенофлуоресцентный метод обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с другими методами определения элементного состава.

  1. Первое и самое весомое преимущество – это возможность анализа твердых проб без переведения их в раствор, а также возможность анализа жидких проб без отделения органической составляющей. Жидкие пробы наливаются в специальные кюветы, накрываются пленкой для РФА и анализируются как есть. Порошковые пробы измельчаются до необходимой крупности частиц и прессуются в таблетки. При анализе сплавов, поверхность образца затачивается или шлифуется на плоскость. Полученные одним из способов образцы, помещаются в прибор и анализируются.
  2. Второе – это простота и однозначность рентгеновского спектра. Наличие рентгеновского характеристического спектра K(L)-серии на энергиях, предсказываемых законом Мозли в спектре анализируемого вещества, является прямым доказательством присутствия соответствующего элемента в нем. Это свойство рентгенофлуоресцентного метода позволяет просто и быстро проводить качественный анализ образцов. Например, для определения загрязняющих или ядовитых элементов при проведении различных экспертиз.
  3. Неразрушающий характер возбуждения аналитического сигнала позволяет анализировать уникальные пробы и пробы, существующие в единичном экземпляре, например, предметы искусства.
  4. Широкие аналитические возможности, обеспечиваемые диапазоном определяемых содержаний от n*1,0 мг/кг до 100% без концентрирования проб и от n*0,01 мг/кг с концентрированием.

Таким образом, несмотря на невысокую, по современным меркам чувствительность, рентгенофлуоресцентный метод находит свое применение в различных отраслях, как экспрессный, простой и недорогой метод определения элементного состава.