+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Home » Misc » Химический анализ металлов и сплавов

Химический анализ металлов и сплавов


Что такое анализ химического состава металла и сплавов в промышленности

Анализ химического состава металлов и сплавов - неотъемлемая часть многих технологических процессов, используемых в различных отраслях промышленности. Исследование позволяет определить присутствия в образце примесей и включений, а также прогнозировать эксплуатационные характеристики готового изделия.

Для решения этой задачи используются анализаторы - надежные и эффективные приборы, способные работать как в производственных, так и лабораторных условиях.

Назначение

Химический анализ позволяет:

  • определить количественный состав;
  • исследовать образец на присутствие примесей и определить их концентрацию;
  • идентифицировать сплав;
  • выяснить соотношение примесей сплава для его маркировки.

Проведение исследования необходимо для:

  • экспертизы продукции для определения соответствия действующим стандартам;
  • непрерывного контроля технологического процесса;
  • входного контроля исходного сырья;
  • разработки и создания новых сплавов;
  • сертификации продукции;
  • освидетельствования чистых металлов.

Основные требования

Для проведения химического анализа металлов и сплавов могут быть использованы различные методы. Однако не все они удовлетворяют следующим требованиям:

  • максимальная оперативно;
  • высокая точность результатов;
  • использование неразрушающих методов;
  • простота эксперимента;
  • применение в производственных условиях.

Методы атомно-эмиссионного спектрального анализа

Атомно-эмиссионный спектральный анализ (АЭСА) металлов и сплавов получил наибольшее распространение в различных отраслях промышленности. С его помощью можно исследовать вещества в различных агрегатных состояниях на присутствие многих химических элементов. Он имеет низкий предел обнаружения элементов, отличается простотой и низкой себестоимостью, что делает целесообразным его использование в лабораториях спектрального анализа металлов, решающих различные аналитические задачи.

Регистрация эмиссионного спектра пробы осуществляется спектрографом, спектроскопом или спектрометром. По этому признаку все способы проведения АЭСА подразделяются на следующие три группы, каждая из которых имеет свою специфику.

Спектрографический

Проводится с использованием спектрографа, который позволяет относительно быстро получить надежные результаты. Метод предусматривает регистрацию атомных спектров на фотопластинку с последующей идентификацией их с помощью планшета или на спектропроекторе.

Преимущества:

  • объективность;
  • документальность.

Недостатки:

  • трудоемкость;
  • низкая оперативность.

Спектрометрический

Для исследования пробы применяются приборы с фотоэлектрической регистрацией спектра. Этот вид химического анализа металлов и сплавов относится к объективным методам и позволяет оперативно получать информацию.

Преимущества:

  • экспрессность;
  • высокая точность результатов;
  • полная автоматизация процесса;
  • обработка результатов на ЭВМ и их архивирование.

Недостатки:

  • сложность эксплуатации оборудования;
  • возникновение проблем оптической и электрической стабильности;
  • нельзя одновременно регистрировать широкую область спектра.

Визуальный

Отличается от двух предыдущих субъективностью, так как приемником излучения служит человеческий глаз. Несмотря на ограниченные возможности, визуальный спектральный анализ широко используется в промышленности. Особенное значение визуальный метод приобретает при необходимости контроля химического состава легированных сталей в процессе их производства.

Преимущества:

  • экспрессность;
  • простота;
  • проведения анализа в месте нахождения проб;
  • низкая стоимость оборудования.

Недостатки:

  • невысокая точность результатов;
  • не позволяет определять неметаллические элементы.

Заключение

Атомно-эмиссионный спектральный анализ имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами химического анализа.

Он позволяет:

  • определять многие элементы бесконтактным способом;
  • проводится в кратчайшие сроки;
  • обеспечивает высокую точность результатов без необходимости отбора массивных проб.

Наша продукция

Химический анализ металлов и сплавов

Статьи

Химический анализ металлов и сплавов («chemical analysis»)

Химический анализ металлов – это основное исследование, которое проводят при изучении характеристик сталей, да и не только сталей, а любого материала, используемого в промышленности.

Лет триста назад, чтобы сделать химический анализ металла необходимо было провести целый ряд химических опытов на каждый определяемый элемент. А такие элементы, как углерод, вообще не поддавались количественному определению.

Даже в середине прошлого века, в век технического прогресса, углерод в сталях зачастую определяли методом «искровой пробы». Исследуемый образец металла прислоняли к вращающемуся наждачному кругу и по форме и цвету искры определяли тип стали и примерное количество углерода. Нужно отдать должное металлургам того времени, они достаточно точно для такого метода могли определить процент углерода. Но даже этим мастерам было не по силам определить примесные элементы (S, P, As).

На помощь сталеварам пришел рентген. А именно, энергодисперсионный рентгеновский анализ («energy-dispersive X-ray spectroscopy»). Суть его заключается в облучении рентгеновскими лучами поверхности исследуемого металла, что провоцирует возбуждение атомов в исследуемом образце. Возбужденные атомы переходят на новый энергетический уровень, испуская свое рентгеновское излучение, длина волны которого является абсолютно уникальной. Вот по этим уникальным волнам и определяются элементы, присутствующие в образце – это так называемы качественный анализ. А по интенсивности данного излучения определяют массовую долю этого элемента – количественный анализ.

Пример рентгенограммы представлен на фото.

Приставки рентгеновского химического анализатора устанавливают на растровые (сканирующие) электронные микроскопы, что вкупе с их высоким разрешением позволяет определять состав даже совсем небольших частиц, такие как неметаллические включения в стали.

Современное программное обеспечение позволяет накладывать уже оцифрованные и посчитанные значения массовой доли элементов на изображение структуры металла, полученное на растровом (сканирующем) электронном микроскопе. Это позволяет наблюдать распределение по полю исследуемого элемента, а иногда и нескольких сразу. Пример многослойного изображения представлен на фото.

Но рентгеновским методом порой трудно определить легкие элементы, как тот же углерод, например.

У каждого из этих двух рассмотренных нами методов есть свои преимущества. У оптико-эмиссионного – это простота изготовления оборудования и точность определения элементов. А у рентгеновского – это возможность делать анализ микрообъектов (при установке приставки на сканирующий электронный микроскоп), таких как неметаллические включения. Совместить сканирующий электронный микроскоп с эмиссионным спектрометром крайне затруднительно из-за технических особенностей этих приборов. Мы в Компании "Металл-экспертиза" при проведении металловедческой экспертизы используем оба вышеописанных вида химического анализа металлов.

<<<предыдущая статья следующая статья>>>

Химический анализ металлов и сплавов

На протяжении более 50 лет Applied Technical Services предоставляет клиентам из многих отраслей по всему миру химический анализ металлов и сплавов. Наши услуги варьируются от простой идентификации сплава до более сложных процедур, выполняемых с помощью технически совершенного оборудования, включая оптико-эмиссионную спектроскопию (ОЭС), рентгеновскую флуоресценцию с дисперсией по длине волны (ДРФ) и индуктивно-связанную плазму (ИСП).

Применение для химического анализа металлов и сплавов

Типы металлов и сплавов: