Spektrometr do analizy składu metali – rodzaje wg techniki badawczej
Spektrometr do analizy składu metali to urządzenie analityczne służące do określania, z jakich pierwiastków składa się dany metal lub stop oraz w jakich proporcjach one występują. Analiza taka jest niezwykle ważna w przemyśle metalurgicznym, produkcji stali, kontroli jakości, recyklingu metali oraz w badaniach materiałowych. Dzięki spektrometrom możliwe jest szybkie i precyzyjne sprawdzenie, czy materiał spełnia wymagane normy i czy posiada właściwy skład chemiczny.
Działanie spektrometrów opiera się na zjawisku oddziaływania energii (np. promieniowania rentgenowskiego, iskry elektrycznej lub lasera) z atomami materiału. W wyniku tego oddziaływania atomy emitują charakterystyczne sygnały, które są analizowane przez urządzenie. Każdy pierwiastek chemiczny generuje unikalny sygnał, co pozwala na jego identyfikację i określenie zawartości w próbce.
W analizie metali najczęściej wykorzystywane są spektrometry XRF, OES oraz LIBS.
Spektrometry XRF (fluorescencji rentgenowskiej) wykorzystują promieniowanie rentgenowskie do wzbudzania atomów w badanej próbce. W wyniku tego procesu atomy emitują wtórne promieniowanie rentgenowskie o charakterystycznej energii dla danego pierwiastka. Na podstawie jego pomiaru możliwe jest określenie składu chemicznego materiału. Zaletą tej metody jest szybka analiza oraz brak konieczności niszczenia próbki. Spektrometry XRF są często stosowane w analizie stopów, kontroli jakości oraz w sortowaniu złomu metalowego.
Spektrome
Spektrometry OES (optycznej spektrometrii emisyjnej) działają na zasadzie wzbudzania próbki za pomocą iskry elektrycznej lub łuku. W wyniku tego procesu atomy pierwiastków emitują światło o określonych długościach fal. Analiza widma emitowanego światła pozwala na dokładne określenie składu chemicznego metalu. Metoda OES jest bardzo dokładna i umożliwia wykrywanie również lekkich pierwiastków, takich jak węgiel, siarka czy fosfor, dlatego jest powszechnie stosowana w hutnictwie i kontroli jakości stali.
Spektrometry LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) wykorzystują impuls lasera o dużej energii, który powoduje powstanie mikroskopijnej plazmy na powierzchni próbki. Plazma emituje światło zawierające informacje o składzie pierwiastkowym materiału. Analiza tego widma pozwala określić obecność poszczególnych pierwiastków. Technologia LIBS umożliwia bardzo szybką analizę oraz pomiary w terenie, dlatego jest coraz częściej wykorzystywana w przemyśle oraz w sortowaniu metali.
