合金分析儀技術(shù)哪家強(qiáng)：直讀光譜儀OES，激光誘導(dǎo)LIBS和XRF熒光光譜儀對比

隨著可追溯性、可靠性、安全性和合規(guī)性方面的法規(guī)不斷增多，材料驗證已成為整個能源和制造市場可靠性和安全計劃的重要組成部分。

在行業(yè)材料規(guī)范越來越具體的同時，現(xiàn)場對各種PMI材料牌號識別測試的需求一直在穩(wěn)步增長。便攜式手持式 LIBS、臺式 XRF元素分析儀 和 OES 分析儀都是用于執(zhí)行可靠、準(zhǔn)確和快速分析的常用技術(shù)。

每種技術(shù)都有其的優(yōu)勢，使用戶能夠?qū)Σ牧铣煞诌M(jìn)行定量和定性分析。執(zhí)行任何這些技術(shù)的行業(yè)通用術(shù)語是材料牌號識別 (PMI)。

所有這三種技術(shù)都以多種不同的方式使用，以確保符合質(zhì)量管理計劃。一些例子包括：

驗證來料以確保組件或產(chǎn)品是正確的合金

制造以確保焊接部件及其填充金屬是正確的合金，滿足材料要求

分類和識別錯誤標(biāo)記或未知的材料，以確保將正確的材料用于要求的過程

PMI 過程中應(yīng)用程序，用于驗證當(dāng)前正在處理的材料是否符合要求的規(guī)格

在進(jìn)行材料分析時，了解每種技術(shù)的差異和局限性至關(guān)重要。該分析儀可用于多個行業(yè)的各種組件。它們經(jīng)常用于航空航天、核能、制藥、制造、發(fā)電和煉油石化領(lǐng)域的生產(chǎn)和資產(chǎn)完整性管理計劃。

這些驗證程序有助于識別未知材料，防止生命損失或傷害，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并消除不正當(dāng)材料的昂貴混淆。

在確定要分析的材料時，每個驗證程序都有不同的要求。每種材料或合金都有不同的元素限制和要求。通過了解每種技術(shù)，有助于確定哪種技術(shù)適合驗證材料。

X 射線熒光

X 射線熒光 (XRF) 是常用的無損檢測 (NDT) 方法，它為用戶提供了一種便攜式分析儀，可產(chǎn)生準(zhǔn)確、快速的結(jié)果。

在 XRF 分析儀中使用 X 射線管將 X 射線束發(fā)射到樣品中。這激發(fā)了電子，它們從內(nèi)殼中移出。然后內(nèi)殼層的空位被外殼層電子取代。

當(dāng)這個電子填充內(nèi)殼空位時，它通過二次 X 射線釋放能量。這種二次能量釋放稱為熒光。存在的每個元素都會散發(fā)出自身的能量特性。

測量從樣品發(fā)出的釋放能量的特征，可以確定存在的元素。這稱為定性分析。

然后，測量能量的強(qiáng)度并應(yīng)用校正因子，從而可以測量樣品中每種元素的數(shù)量。這稱為定量分析。

XRF 分析儀能夠測量低濃度的輕元素，例如鎂、鋁、硫、磷和硅。

XRF 對可以測量的元素有限制。 XRF 不能用于測量比鎂輕的元素。由于 XRF 分析儀無法測量碳，此 XRF 限制使其無法對碳鋼、低碳不銹鋼和低合金材料等材料進(jìn)行分級。

例如，XRF 可用于測量識別 316 不銹鋼所需的元素，但無法測量確定相同 316 材料是 H 級還是 L 級所需的碳。碳是驗證不同等級不銹鋼（即 316H 或 316L）所需的基本元素。

直讀光譜儀

直讀光譜 (OES) 是一種光學(xué)方法，可用于檢測幾乎任何類型的元素，包括碳和一系列不同基質(zhì)中的輕元素，包括鎳、不銹鋼和碳鋼等。

OES 是一種用于通過測量元素碳來識別合金（例如高碳或低碳不銹鋼）、低合金（例如 86xx 系列、41xx 系列和 10xx 系列碳鋼）來對材料進(jìn)行分級的技術(shù)。

雖然 OES 被認(rèn)為是一種便攜式技術(shù)，但最好將其歸類為一種可移動技術(shù)。根據(jù)制造商的不同，OES 儀器的尺寸和重量各不相同，但重量可能超過 45-60 磅，并且需要一個氬氣罐，根據(jù)其尺寸，重量可達(dá) 15公斤左右。

通常，儀器及其氬氣罐通過在推車上運輸而變得更加機(jī)動。由于這種現(xiàn)場移動 OES 的尺寸和重量，在高架工作區(qū)域使用它可能需要機(jī)械輔助來幫助將 OES 儀器舉得更高。

使用 OES 進(jìn)行分析時，每個用于分析的樣品都需要使用研磨機(jī)進(jìn)行樣品制備，在該研磨機(jī)中使用鋯鋁砂磨盤進(jìn)行表面處理。在任何 OES 分析中，樣品制備都是至關(guān)重要的步驟，因為未正確制備的樣品會產(chǎn)生不準(zhǔn)確和不受歡迎的結(jié)果。

OES 技術(shù)中也會激發(fā)原子，但激發(fā)能量來自儀器電極和樣品之間形成的火花。與 XRF 不同，XRF 使用 X 射線管來照射樣品，而 OES 使用來自火花的能量，使樣品中的電子發(fā)出光，然后將其轉(zhuǎn)換為光譜圖。

每個元件都會產(chǎn)生顏色的光學(xué)光。 OES 分析儀可以通過測量光譜的這種光學(xué)光中的峰值強(qiáng)度對材料成分進(jìn)行定量和定性分析。

雖然 OES 被認(rèn)為是一種無損檢測方法，但樣品必須用機(jī)械砂光設(shè)備制備，火花在樣品表面留下小燒傷，分析后必須去除。

激光誘導(dǎo)擊穿光譜LIBS

激光誘導(dǎo)擊穿光譜 (LIBS) 已使用多年，是一種主要用于實驗室設(shè)備的技術(shù)。

最近的技術(shù)進(jìn)步意味著該技術(shù)已發(fā)展成為一種便攜式手持式分析儀，能夠在現(xiàn)場測量碳以進(jìn)行材料分級和材料識別。

與 OES 一樣，在 LIBS 手持式分析儀中分析碳仍然需要氬氣。 LIBS 分析儀不使用外部氬氣罐、軟管連接和 OES 裝置的調(diào)節(jié)器，而是使用集成在儀器中的消耗性氬氣筒。即使使用分析儀的電池，儀器的重量也不到 6.5 磅。

樣品制備仍然是分析所必需的，但儀器的手持尺寸、砂盤和研磨機(jī)都可以放在一個小箱子里，可以輕松運輸?shù)焦艿罍锨?、高架工作平臺和難以進(jìn)入的區(qū)域，允許用戶在手持式碳分析儀中實現(xiàn)真正的現(xiàn)場便攜性。

在樣品分析中，正確的樣品制備是至關(guān)重要的一步。樣品制備不充分會產(chǎn)生不良結(jié)果。通過適當(dāng)?shù)臉悠分苽洌脩艨梢垣@得可靠、準(zhǔn)確和快速的結(jié)果。

LIBS 分析儀可用于測量低濃度的輕元素，例如鋁、硅和碳。 LIBS 分析儀使用戶能夠輕松地對 H 和 L 級不銹鋼、低合金和碳鋼進(jìn)行分級。

該儀器還可以在直觀且易于使用的界面中實現(xiàn)用戶編程的殘留元素 (RE) 或碳當(dāng)量 (CE) 計算。

LIBS 技術(shù)使用脈沖激光燒蝕樣品表面并產(chǎn)生等離子體。隨著等離子體冷卻，來自冷卻等離子體的電子被激發(fā)，導(dǎo)致等離子體發(fā)光。

元素周期表的每個元素都會產(chǎn)生一個的 LIBS 光譜峰。使用檢測器測量發(fā)出的光的特性可以識別樣品中不同元素的存在。

通過測量樣品中的光峰及其強(qiáng)度，可以快速確定化學(xué)成分并以加權(quán)百分比濃度 (%) 或百萬分率 (PPM) 進(jìn)行量化。

結(jié)論

與OES直讀光譜儀或者LIBS相比，XRF合金元素分析儀的優(yōu)勢主要包括

無需氬氣和氦氣消耗的高性能合金元素分析光譜儀XRF Analyzer

媲美直讀光譜儀的檢測性能，*的無損分析（無需破壞樣品）

真空測試環(huán)境提供*佳輕元素檢測效果（Na,Mg,Al,Si,P）

高分辨SDD檢測器一次測試可覆蓋多達(dá)40種元素

無需每天重復(fù)標(biāo)定，快速分析，簡單易用

多組合濾光片系統(tǒng)，有效提高微量元素檢出限

堅固耐用，適用于于各種復(fù)雜而嚴(yán)苛的現(xiàn)場工作環(huán)境

很高的性價比