Рентгеноспектральный анализ - точность и универсальность
Статьи от автора: Пушной М.В.Пушной М.В.
В последние десятилетия на металлургических предприятиях страны инструментальные методы анализа элементного состава активно вытесняют традиционный метод "мокрой химии". Наиболее широкое применение получила оптико-эмиссионная спектрометрия (ОЭС) с искровым или дуговым возбуждением. Благодаря возможности анализа практически всех элементов в составе большинства металлов и сплавов данный метод применяется для сертификационного анализа. Однако в том, что касается универсальности и эффективности работы лаборатории предприятия, ОЭС значительно уступает пока еще менее распространенному методу рентгено-флуоресцентного анализа (РФА).
РФА универсален, т.е подходит для анализа не только металлов, но и любых других материалов, включая ферросплавы, руды, огнеупоры, кокс. Простота пробоподготовки образцов значительно облегчает и ускорят измерительный процесс. Будучи неразрушающим методом, РФА незаменим для анализа готовой продукции. Так ручные портативные спектрометры весом до 1,5 кг широко используются для анализа габаритных конструкций а также оперативной сортировки и разбраковки всевозможных материалов. Метод РФА все шире используется не только в черной, но и цветной металлургии. В последнее время благодаря использованию SDD детекторов большой площади и оптимизации условий возбуждения удалось достичь высокой чувствительности по ряду важных примесных элементов. Так в латунях, бронзах и цинковых сплавах порог обнаружения по Al, Si, P, Cd, Sn, Sb, Pb достигает тысячных долей процента, Pи Sв сталях и чугунах ~ 0.005%, Mgв алюминиевых сплавах ~ 0.05%. Что же касается погрешности измерения высоких концентраций элементов, то здесь РФА не уступает, а порой и превосходит ОЭС. Единственное серьезное ограничение РФА по сравнению с ОЭС - возможность анализа только от 11-го элемента периодической таблицы. Это ограничение было частично устранено после разработки способа оценки содержания такого важнейшего элемента для сталей и чугунов, как углерод, по интенсивности дифракционных пиков углеродосодержащей фазы цементита. Наряду со всеми этими преимуществами цена рентгенофлуоресцентного спектрометра на рынке значительно доступнее цены оптико-эмиссионного прибора сравнимого класса.
Таким образом, рентгенофлуоресцентный спектрометр - прибор для точного и эффективного анализа, позволяющий выполнять практически весь спектр химических анализов, необходимых для принятия решений в процессе производства.
Пределы обнаружения элементов на спектрометре ElvaX в алюминиевых сплавах
|
Химический элемент |
Диапазон измерения (массовая доля), % |
|||
|
Начало диапазона |
Конец диапазона |
|||
|
Значение |
Абс. погрешность |
Значение |
Абс. погрешность |
|
|
Медь |
0,01 |
0,003 |
10,0 |
0,3 |
|
Кремний |
0,02 |
0,005 |
22,0 |
0,3 |
|
Магний |
0,05 |
0,02 |
15,0 |
0,3 |
|
Марганец |
0,005 |
0,002 |
2,0 |
0,05 |
|
Никель |
0,005 |
0,002 |
4,0 |
0,1 |
|
Цинк |
0,005 |
0,002 |
8,0 |
0,1 |
|
Железо |
0,005 |
0,002 |
2,0 |
0,02 |
|
Хром |
0,005 |
0,002 |
0,5 |
0,05 |
|
Олово |
0,005 |
0,002 |
23,0 |
0,3 |
|
Свинец |
0,005 |
0,002 |
5,0 |
0,1 |
|
Сурьма |
0,005 |
0,002 |
6,0 |
0,1 |
|
Титан |
0,005 |
0,002 |
1,0 |
0,05 |
|
Цирконий |
0,001 |
0,0005 |
||
|
Алюминий |
- |
- |
100 |
0,3 |
Пределы обнаружения элементов на спектрометре ElvaX в цинковых сплавах
|
Химический элемент |
Диапазон измерения (массовая доля), % |
|||
|
Начало диапазона |
Конец диапазона |
|||
|
Значение |
Абс. погрешность |
Значение |
Абс. погрешность |
|
|
Медь |
0,01 |
0,005 |
6,0 |
0,2 |
|
Железо |
0,005 |
0,002 |
2 |
0,2 |
|
Марганец |
0,005 |
0,002 |
1,0 |
0,06 |
|
Кремний |
0,005 |
0,002 |
0,5 |
0,05 |
|
Алюминий |
0,005 |
0,002 |
15,0 |
0,3 |
|
Олово |
0,002 |
0,001 |
||
|
Кадмий |
0.002 |
0,001 |
||
|
Сурьма |
0,002 |
0,001 |
||
|
Свинец |
0,005 |
0,002 |
2,0 |
0,1 |
|
Никель |
0,005 |
0,002 |
||
|
Цинк |
основа |
|||
Пределы обнаружения элементов на спектрометре ElvaX в бронзах, латунях и медно-никелевых сплавах
|
Химический элемент |
Диапазон измерения (массовая доля), % |
|||
|
Начало диапазона |
Конец диапазона |
|||
|
Значение |
Абс. погрешность |
Значение |
Абс. погрешность |
|
|
Медь |
20 |
0,06 |
99 |
0,3 |
|
Железо |
0,01 |
0,005 |
8 |
0,2 |
|
Марганец |
0,005 |
0,002 |
5,0 |
0,06 |
|
Кремний |
0,005 |
0,002 |
5,0 |
0,1 |
|
Алюминий |
0,005 |
0,002 |
15,0 |
0,2 |
|
Олово |
0,002 |
0,001 |
12,0 |
0,1 |
|
Свинец |
0,005 |
0,002 |
13,0 |
0,3 |
|
Никель |
0,01 |
0,005 |
99 |
0,3 |
|
Цинк |
0,01 |
0,005 |
50 |
0,3 |
|
Сурьма |
0.002 |
0.001 |
||
|
Кадмий |
0.002 |
0.001 |
||
|
Фосфор |
0.005 |
0.002 |
||
|
Серебро |
0.002 |
0.001 |
||
Опубликовано: ИТБ "Литье Украины", №1 (173) 2015 г.Стр. 32-34