Способы проведения анализа сплавов и металлов

Анализ сплавов и металлов необходим для определения элементного состава металлов и сплава.

Анализ химического состава металла определяет тип и количественный состав сплавов. На сегодняшний день существует два метода проведения анализа сплавов и металлов: рентгено-флуоресцентный и эмиссионный. Эмиссионный метод используется в основном в сфере горнодобывающей, обогатительной и перерабатывающей промышленности в процессе контроля продукции на выходе и входном контроле сырья.

Проведение анализа сплавов и металлов осуществляется при помощи эмиссионных спектрометров. Особенностью такого метода заключается в количественном определении химических элементов в сплавах с железной основой, таких как углерод, сера, фосфор. В эмиссионном анализе случайную погрешность измерения концентрации примеси вызывает нестабильность источника возбуждения спектра.

Оптико-эмиссионные спектрометры используют с низковольтным искровым разрядом с целью наименьшей случайной погрешности. Таким приемом стабилизируются параметры напряжения и энергии в разрядном контуре, от которых зависят оптическое возбуждение и эмиссия. За счет стабилизации именно этих параметров обеспечивается снижение случайных погрешностей.

Анализ сплавов цветных металлов производится спектрометрами, работающие по принципу искрового метода, либо воздухо-дугового, или же комбинации этих двух методов. На сегодняшний день у каждой современной лаборатории, проводящий анализ металлов и сплавов найдется в анализаторах экземпляр оптико-эмиссионного прибора. Кроме эмиссионного метода, спектральный анализ металлов выполняется при помощи рентгено-флуоресцентного анализа. В основу данной методики положен анализ спектра, полученного при воздействии рентгеновских излучений на анализируемый материал. При облучении рентгеновскими излучениями, атом вещества приобретает возбужденное состояние, а затем переходит в спокойное состояние. Но при осуществлении этого процесса происходит образование излишка энергии, которая испускается фотоном. Анализ металла в данном методе происходит путем распознавания вещества энергии и количества квантов, которые испускаются в процессе облучения металла.

В рентгено-флуоресцентном спектрометре для анализа металлов в качестве источника излучения используется рентгеновская трубка или изотопы определенных элементов. В последнее время анализ состава сплава металла осуществляется путем облучения рентгеновской трубкой, содержащей родиевые, медные, молибденовые или серебряные аноды. Для улучшения выделения легких элементов, таких как натрий, магний, алюминий, фосфор и сера, используется вакуумная откачка воздуха или продувка камеры гелием, в результате чего происходит снижение влияния атмосферы на полученные результаты. Сфера применения таких анализаторов расширяется за чет простоты использования, что дает возможность проведения экспресс-анализа сплава металлов, не требуя особых пробоподготовок. Анализ сплавов рентгено-флуоресцентным методом широко используется в области промышленности и научными лабораториями. Это связано с анализом драгметаллов и анализом на тяжелые металлы.

С помощью спектрометра для проведения химического анализа металлов возможно осуществлять анализы по идентификации материалов:

  • идентификация марки стали и вида контроля металла – технологического, ремонтного и входного;
  • при проведении переработки вторсырья и продаже металлолома;
  • при осуществлении сортировки черного и цветного лома, с учетом максимальной рыночной цены;
  • идентификация и маркировка металла;
  • контроль чистоты металла в партии для оптимизации закупочной или продажной стоимости;
  • измерение редкостных металлов Pt, Ir, Ru, Rh, Pd в отходных массах электроники;
  • разбраковка лома количественным анализом металлов, сортировка стали и сплавов, выделяя железную, никелевую, медную, кобальтовую, титановую и другие основы;
  • контроль и подтверждение химических составляющих всех критических элементов;
  • исключение ошибок и проверка сертификатов;
  • идентификация марки стали на основе использования уже существующей в анализаторе библиотеки, содержащую большую количество марок;
  • разделение алюминиевых сплавов;
  • определение низкопроцентного содержания Cr, не более 0,03%, с целью оценки коррозии труб, вызванную технологическими потоками.