Спектрален анализ на метал. Термоелектрически анализатор на метали и сплави Tamis. Провеждане на тестове в предприятието на клиента

Изследването на характеристиките на металите и сплавите е търсено в различни области: в строителството, инженерния дизайн, машиностроенето и машиностроенето. Като част от проверката е възможно да се изследват характеристиките на метални конструкции, тръби, фитинги, качествения и количествен състав на сплави, метали и изделия от тях.

Целта на металургичното изследване може да бъде откриване на следи от метализация на обект, идентифициране на химичния състав на метали и сплави. Изследвания от този вид помагат да се установят фактите за фалшиво производство на продукти. Въз основа на физико-химични изследвания е възможно да се установи нарушение на производствения процес, причинено от различни дефекти в метала или сплавта. Такива нарушения могат да повлияят на експлоатационния живот на продукта.

Изследването на метали, сплави и изделия от тях има широко приложение в различни области. Металургичният опит се използва и в области, свързани със защитата на потребителите.

Експертизата на метали се използва широко в съдебната медицина за изследване на продукти от техните благородни метали. Такива предмети включват всички части, чийто състав включва благородни метали (злато, сребро, платина и др.).

Изследването на метали и сплави определя:

• състав на продукта;
• метод на приготвяне;
• обхват на приложение, обхват на прилагане;
• методи на работа;

Според целта на изследването изследването решава следните проблеми:

Идентификационни задачи:

• определяне на класификационни характеристики на изучавания предмет;
• определяне на източника на производство на сравняваните метални изделия;

Обекти, предоставени за изследване на метали, сплави и изделия от тях:

Списъкът от обекти на това изследване е много широк, което е следствие от използването на метални изделия и техните сплави в съвременния живот. Всички метални предмети обикновено се класифицират според материала, от който са направени, и според тяхната функционалност.

• оръжия с остриета (ножове, саби, кортици, ками, кокалчета, мечове, стилети и др.);
• автомобилни резервни части;
• изделия от черни метали (телове и кабели, шини, челници, изделия от чугун и др.);
• изделия от цветни метали (фитинги, тръби, заготовки и др.);
• изделия от благородни метали (електронни части, бижута и др.);
• предмети от бита (съдове, дрехи, части от мебели, лампи и др.).

Работим с лабораторен комплекс, оборудван с необходимата техника. В нашата компания работят специалисти, които имат възможност да провеждат широк спектър от изследвания

Химичен състав на веществото– най-важната характеристика на използваните от човечеството материали. Без неговото точно познаване е невъзможно да се планират със задоволителна точност технологичните процеси в промишленото производство. Напоследък изискванията за определяне на химичния състав на веществото станаха още по-строги: много области на промишлената и научна дейност изискват материали с определена „чистота“ - това са изисквания за точен, фиксиран състав, както и строги ограничения за наличието на примеси от чужди вещества. Във връзка с тези тенденции се разработват все по-прогресивни методи за определяне на химичния състав на веществата. Те включват метода на спектралния анализ, който осигурява точно и бързо изследване на химията на материалите.

Фантазия на светлината

Същност на спектралния анализ

(спектроскопия) изучава химичния състав на веществата въз основа на способността им да излъчват и абсорбират светлина. Известно е, че всеки химичен елемент излъчва и поглъща светлинен спектър, характерен само за него, при условие че може да бъде приведен до газообразно състояние.

В съответствие с това е възможно да се определи наличието на тези вещества в даден материал въз основа на техния уникален спектър. Съвременните методи за спектрален анализ позволяват да се определи наличието на вещество с тегло до милиардни от грама в проба - индикаторът за интензитет на радиация е отговорен за това. Уникалността на спектъра, излъчван от атома, характеризира неговата дълбока връзка с физическата структура.

Видимата светлина е радиация от 3,8 *10 -7 преди 7,6*10 -7 m, отговарящ за различни цветове. Веществата могат да излъчват светлина само във възбудено състояние (това състояние се характеризира с повишено ниво на вътрешна енергия) при наличие на постоянен източник на енергия.

Получавайки излишната енергия, атомите на веществото я излъчват под формата на светлина и се връщат в нормалното си енергийно състояние. Именно тази светлина, излъчвана от атомите, се използва за спектрален анализ. Най-често срещаните видове радиация включват: топлинно излъчване, електролуминесценция, катодолуминесценция, хемилуминесценция.

Спектрален анализ. Пламъчно оцветяване с метални йони

Видове спектрален анализ

Има емисионна и абсорбционна спектроскопия. Методът на емисионната спектроскопия се основава на свойствата на елементите да излъчват светлина. За възбуждане на атомите на дадено вещество се използва високотемпературно нагряване, равно на няколкостотин или дори хиляди градуса - за това проба от веществото се поставя в пламък или в полето на мощни електрически разряди. Под въздействието на високи температури молекулите на веществото се разделят на атоми.

Атомите, получавайки излишна енергия, я излъчват под формата на светлинни кванти с различни дължини на вълната, които се записват от спектрални устройства - устройства, които визуално изобразяват получения светлинен спектър. Спектралните устройства служат и като разделителен елемент на спектроскопската система, тъй като светлинният поток се сумира от всички вещества, присъстващи в пробата, и неговите задачи включват разделяне на общия масив от светлина на спектрите на отделните елементи и определяне на техния интензитет, което ще позволи в бъдеще да се направят изводи за количеството на елемента, присъстващ в общата маса на веществата.

• В зависимост от методите за наблюдение и запис на спектрите се разграничават спектрални инструменти: спектрографи и спектроскопи. Първите записват спектъра върху фотолента, а вторите позволяват да се види спектърът за директно наблюдение от човек чрез специални зрителни тръби. За определяне на размерите се използват специализирани микроскопи, които позволяват да се определи дължината на вълната с висока точност.
• След като светлинният спектър бъде записан, той се подлага на внимателен анализ. Идентифицират се вълни с определена дължина и тяхното положение в спектъра. След това се прави съотношение между тяхното положение и принадлежността им към желаните вещества. Това се прави чрез сравняване на данните за позицията на вълната с информация, намираща се в методологични таблици, показващи типични дължини на вълните и спектри на химични елементи.
• Абсорбционната спектроскопия се извършва подобно на емисионната спектроскопия. В този случай веществото се поставя между източника на светлина и спектралния апарат. Преминавайки през анализирания материал, излъчената светлина достига до спектралния апарат с „пропадания” (линии на поглъщане) по определени дължини на вълните – те съставляват абсорбирания спектър на изследвания материал. По-нататъшната последователност на изследването е подобна за горния процес на емисионна спектроскопия.

Отваряне на спектрален анализ

Значението на спектроскопията за науката

Спектралният анализ позволи на човечеството да открие няколко елемента, които не могат да бъдат определени с традиционните методи за записване на химични вещества. Това са елементи като рубидий, цезий, хелий (открит е чрез спектроскопия на Слънцето - много преди откриването му на Земята), индий, галий и др. Линиите на тези елементи са открити в емисионните спектри на газовете и по време на тяхното изследване не са били идентифицирани.

Стана ясно, че това са нови, непознати досега елементи. Спектроскопията оказа сериозно влияние върху формирането на съвременния тип металургична и машиностроителна промишленост, ядрената индустрия и селското стопанство, където се превърна в един от основните инструменти за систематичен анализ.

Спектроскопията е придобила огромно значение в астрофизиката.

Провокиране на колосален скок в разбирането на структурата на Вселената и утвърждаването на факта, че всичко съществуващо се състои от едни и същи елементи, които, между другото, изобилстват на Земята. Днес методът на спектралния анализ позволява на учените да определят химическия състав на звезди, мъглявини, планети и галактики, разположени на милиарди километри от Земята - тези обекти, естествено, не са достъпни за директни методи за анализ поради голямото им разстояние.

С помощта на метода на абсорбционната спектроскопия е възможно да се изследват далечни космически обекти, които нямат собствено излъчване. Тези знания ни позволяват да установим най-важните характеристики на космическите обекти: налягане, температура, структурни характеристики и много други.

Всяка година методите за провеждане на лабораторни анализи в Центъра за химични експертизи на АНО стават все по-напреднали, но спектралният анализ на металите и продуктите от тях несъмнено заема водеща позиция. Освен това, той се основава не само на идентифициране на елементите, които ги съставляват, но и на определяне на техните характеристики и свойства, които трябва да бъдат взети предвид в тези системи.

Какво е спектрален анализ на метали

Това изследване ни позволява да идентифицираме количествения и качествен състав на металите. Извършва се директно в лабораторни условия от опитни специалисти. Определянето на количествените показатели се състои в изчисляване на обема, съдържанието на примеси, посочени в числа и проценти.

А определянето на показателите за качество предполага идентифициране на свойствата и характеристиките на конкретен компонент. И двата вида анализи се извършват с помощта на модерно оборудване и специални реактиви.

Избор на материали за спектрални изследвания

Несъмнено спектралният анализ на металите може да се извърши в различни области. Най-често е приложимо в областта на металургията, тъй като там трябва да се създадат институции, които чрез специални методи да идентифицират качеството на индустриалните продукти от определена марка.

Препоръчително е този анализ да се извърши преди закупуването на голяма партида метални продукти, за да се гарантира тяхното качество и годност. За да извърши анализа, клиентът ще трябва само да предостави на лабораторията малка проба от метала и да попълни необходимата документация. Можете да получите резултатите от изследването в срока, определен от конкретна институция.

За всяка индустрия, която по един или друг начин е свързана с металите - от закупуване до металургичен завод, съставът на суровините е важен. Металите и сплавите трябва да отговарят на определени параметри, както за да се произведе висококачествен продукт, така и за да може обективно да се оцени цената на закупения материал. Един от тези параметри е химическият анализ на състава, който може да се направи, без да се прибягва до сложни реагенти и продължителни процеси.

Един от методите за определяне на точния състав на даден метал е спектралният анализ. Тя се основава на взаимодействието на материята със спектър от излъчвания, включително електромагнитни и акустични. Атомите на всеки химичен елемент имат свои собствени резонансни честоти, при които излъчват или поглъщат светлина. Броят и интензитетът на линиите, които спектрометърът показва, зависи от количеството и състоянието на веществото. В зависимост от целите се прилагат различни методи за спектрален анализ.

Спектрален анализ на злато

За определяне на състава на метала се използва рентгенофлуоресцентен (елементен) анализ. Спектрометърът излага материала на рентгеново лъчение, което кара електроните в веществото да се движат до високи енергийни нива. Излишната енергия под формата на фотон със строго определена стойност за всяко вещество достига до детектора на устройството. Фотонът се преобразува в импулс на напрежение, показанията се вземат от устройството и се предават на екрана под формата на графика или цифрови индикатори.

Самият метод за анализ е открит в началото на 20 век, а рентгеново-флуоресцентният апарат е създаден едва през 1948 година. Сега спектрометрите са широко разпространени - те се използват не само в металургията, бижутерията и химическата промишленост, но и в петролната промишленост, археологията и с тяхна помощ определят наличието на тежки метали в почвата и водата и в хранителните продукти. Те се използват от еколози и геолози; дори междупланетните космически кораби, които вземат скални проби, са оборудвани със спектрометри. Разпространението на този метод се свързва с бързината на получаване на резултатите и високата точност на показателите.

Приложение на спектралния анализ

По време на рециклирането спектралният анализ помага за точното сортиране на скрап от черни и цветни метали, както и за определяне на брака, с помощта на който готовите продукти преминават входящ и сертификационен контрол; в промишлеността се използва за потвърждаване на качеството на материалите, влизащи в производството. За анализ се вземат или специално отлети проби, подобни по състав на основния метал, или се анализира самият метал. За няколко минути можете да получите анализ на стомана и чугун, мед, алуминий, оловни и калаени сплави, титанови сплави, сплави, както и съдържанието на благородни метали.

В зависимост от предназначението и обема се различават стационарни лабораторни, мобилни и преносими спектрометри. Последните са най-популярни в компаниите за закупуване на метали, тъй като имат малък размер, тегло, удобна форма на "пистолет", висока производителност - около 1000 теста на ден и точност на показанията. Те са лесни за използване, работят във въздушна и аргонова среда, имат метален етикет, а броят на разпознаваемите елементи зависи от характеристиките и профила на организацията - има устройства с неограничен брой.

Портативни анализатори ви позволяват да определите количеството примеси в скрап бижута при закупуване на автомобилни катализатори, електронни скрап, цветни и черни метали и тяхната по-нататъшна обработка също е придружена от спектрален анализ.

Спектрален анализ в Москва

Нашата компания предоставя незабавна оценка на приетите за покупка златни продукти. За по-малко от минута използваната от нас апаратура определя точното съдържание на злато и други метали. Това дава възможност за бърза и обективна оценка в присъствието на клиента.

Химическият анализ на метали и сплави е важна процедура, с която можете да наблюдавате наличието на всякакви примеси или включвания на други метали в даден метал.

Физико-химичните методи за анализ на метали и сплави ще позволят да се определи чистотата на материала за съдържанието на нежелани примеси. Това от своя страна ще даде възможност да се предскажат техническите характеристики на бъдещи части, които ще бъдат произведени от един или друг метал или сплави от няколко метала.

Кога и защо е необходим химичен анализ на метали и сплави?

Металите, както и техните сплави, се използват широко в различни индустрии и националната икономика. Металите практически не съществуват в чиста форма, те непременно съдържат естествени или технологични примеси.

Експлоатационните параметри на бъдещите продукти от метал пряко зависят от техния вид и концентрация. Използването на химичен анализ ще ни позволи да установим неговите качествени и количествени свойства.

По време на този анализ ще бъде възможно:

• определят количествения състав на елементите;
• идентифициране на наличието на чужди съединения и тяхната концентрация;
• идентифицира сплави;
• определят съотношението на смесите в металните сплави при етикетирането им.

Не струва нищо:Съвременният химичен анализ на метали и сплави е важен етап от изследването, който се използва за определяне на качеството на продуктите и проверка на тяхното съответствие с действащите стандарти.

Анализът се извършва основно за:

• проверка на качеството на произвежданите метали и сплави за определяне на съответствието им с действащите стандарти;
• контрол на технологичните процеси на етап производство;
• извършване на входящ преглед на суровини и материали;
• разработване и създаване на нови сплави;
• сертифициране на метални изделия;
• проверка на чисти метали.

Методи за химичен анализ на метали

Днес има много различни методи, които позволяват качествен анализ на метали и техните сплави.

Използваните методи трябва да гарантират:

• бързина на процедурата за анализ;
• висока точност на резултатите;
• управление без спирачки;
• лекота на експериментиране;
• възможност за използване на техники за анализ в производствения цикъл.

Сред основните методи за контрол най-често използваните са спектрален анализ и емисионен химичен анализ. Нека разгледаме техните характеристики и предимства.

Емисионен химичен анализ

Този метод за изследване на металите позволява да се определи с голяма вероятност истинският състав на изследваната метална проба за кратък период от време.

Днес има няколко разновидности на този метод, но най-популярен е атомно-емисионният спектрален анализ. Използва се в научната и индустриалната индустрия за бързо получаване на данни за състава на изследваните проби.

Тези методи за анализ на метали и сплави се основават на принципа, че краткотрайното високотемпературно нагряване на метал кара атомите на веществото да се възбудят и да излъчват светлина в определен честотен диапазон. Всеки химичен елемент има своя честота, по която може да бъде идентифициран.

Полихроматичното излъчване, което се получава в резултат на такова нагряване на метална проба, се фокусира с помощта на специална оптична система, последвано от разлагане в спектър и запис от рекордер.

След това получените данни се обработват с помощта на компютърно оборудване, на което е инсталиран специализиран софтуер, който позволява с помощта на аналитични инструменти да се извършва качествен и количествен анализ.

Точност на метода

Методът за емисионен анализ се характеризира с висока чувствителност, което позволява да се определят дори най-малките концентрации на примеси в метали и сплави.

Чувствителността на този метод е в диапазона от 10 -5 ... 10 -7%.

Що се отнася до точността, методът ви позволява да получите индикатор в рамките на 5% при ниски концентрации на примеси и до 3% при по-високо съдържание на примеси.

Предимства

Основните предимства на съвременния анализ на емисиите включват:

• способността за едновременно определяне на 70 елемента в състава на метал или негова сплав;
• висока скорост на анализ;
• нисък праг за откриване на примеси;
• висока точност и чувствителност;
• информативност на получените резултати;
• относителна простота на експеримента;
• способността да се изследват големи продукти, без да се повреждат повърхностите им.

Спектрален анализ

Спектрален анализ се отнася до методи за качествен и количествен контрол на състава на метални предмети. Основава се на изследване на спектрите на взаимодействие на метала с използваното лъчение.

Обект на изследване са спектрите на електромагнитното излъчване, спектрите на разпределението на елементарните частици по енергия и маса, както и спектрите на акустичните вълни. Цялостният анализ на изброените спектри ще предостави подробна картина на състава на изследваната проба.

Спектралният анализ е съвременен метод за анализ на метали и сплави, който се основава на излъчването и поглъщането на електромагнитни вълни от атомите по време на прехода от едно енергийно ниво към друго. За да се трансформират атомите на дадено вещество във възбудено състояние, в което те могат да излъчват характерно излъчване, в спектралния анализ се използват различни източници на светлина.

Общото за всички използвани източници е използването на плазма (висока или ниска температура), чиято кинетична енергия на частиците е достатъчна, за да преведе атомите на веществото във възбудено състояние. С помощта на специален рекордер получените спектри се записват и обработват с компютърен софтуер.

Точност на метода

Химическият спектрален анализ е много точен метод, който също е силно чувствителен към наличието на примеси в изследваните проби.

Индикаторът за точност на този метод варира от 10 -7 до 10 -6%, а относителното стандартно отклонение е около 0,15...0,3.

Предимства

• лекота на контрол на тестовите проби;
• необходимостта от минимално количество от изпитваното вещество;
• способността да се определят различни примеси;
• висока точност и надеждност на измерванията;
• възможност за използване на метода при условия на технологичен процес.

Заключение

Извършването на химичен анализ на метали и сплави се превърна в необходим атрибут в различни индустрии. Без тази процедура не могат да се извършват технологични процеси в стоманодобивната промишленост, тя е необходима при създаването и производството на нови материали, както и при наблюдението на произведените продукти от съвременните предприятия.

Качеството и надеждността на бъдещите продукти, произведени от метали и техните сплави, ще зависи от коректността и точността на анализа.