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合金分析仪在进行材料可靠性鉴别需要注意的三点

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      材料可靠性鉴别(PMI)在金属制造、石化生产以及消费产品中起到重要作用。不但在正确的地方选用正确合适的金属或合金至关重要,而且还要确保材料成分没有偏差(如重金属的污染)。伊诺斯合金分析仪(XRF)是一种用于金属部件材料可靠性鉴别(PMI)以确认所用金属或合金牌号是否正确无误的高效简便的方法。


      手持式合金分析仪携带方便,样品处理简单,并且可以快速获得检测结果。对于XRF分析仪最常见的应用之一,合金鉴别,使用我们的Vanta™ 合金分析仪仅需1-2秒时间就可识别合金牌号。

材料成分

     手持式合金分析仪能够定量分析元素周期表上从镁到重元素等超过90%的元素,覆盖了常用商品合金所含有的绝大多数元素。图1为常见合金元素的1检测限。XRF分析仪能够对铝合金、不锈钢、铬钼合金、金属管道和法兰材料,黄铜、青铜以及其他铜合金,金属焊料、钛合金、工具钢、镍基或钴基等“超级合金”进行材料牌号匹配和元素定量分析。

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                                                                                                    图1:常规合金元素1的代表性检测限。

      手持式合金分析仪无法直接测量比镁轻的元素。其中包括诸如锂、铍和碳等元素。这些元素与很多应用有关,比如:

  1.  某些航天用锂合金中的锂

  2.  某些铜合金中的铍

  3.  许多低合金钢中的碳

     但许多此类合金的牌号仍然可以根据其他合金元素的组分进行鉴别。如果需要定量分析这些轻元素,那就需要使用其他分析方法了。

试样条件

     合金分析仪的工作原理可以概述如下:(1) 发射X射线,激发样品产生荧光; (2) 探测器接收X射线荧光; (3) 利用复杂的运算对数据进行处理; (4) 牌号识别 (图2)。XRF是一种表面检测技术。对于诸如铝制类的轻合金,XRF分析仪只能对试样表面深度几百微米进行测量。对于铸铁或铜等主要金属,XRF分析仪对试样的测量深度小于一百微米。而对于金或铅等致密材料,其仅能测量表面的数十微米。这就意味着材料表面准确体现总体成分这一点非常关键。诸如油漆、密封材料和镀层以及表面污染等可能会对分析造成极大影响。与此类似,喷砂或抛丸、研磨、甚至粉尘的残留物均可能影响材料可靠性鉴别。因此在使用XRF分析仪进行检测之前务必对试样进行清洁。

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                                                                                    图2:使用X射线荧光进行材料可靠性鉴别的流程。


       手持式合金分析仪采用低功率X射线管。由于发射和接收的X射线功率较低,将分析仪贴近试样就非常重要。理想情况下,试样应当与仪器窗口面直接接触。如果试样具有复杂的几何形状那么就会存在很大难度,但Vanta分析仪的狭窄轮廓外形能够让仪器充分贴近诸如以90度角的卷边焊缝材料。

试样表面温度

      XRF的X射线物理特性基本上不会受试样温度变化的影响。此外,Vanta XRF分析仪性能可靠,不会受到环境条件变化的影响。该仪器在-10°C和50°C(14–122°F)2之间的工作温度范围使用时不会发生温度漂移或性能降低。

      Vanta合金分析仪可测量最高温度可达100°C (212°F)的试样。高于上述温度时,仪器检测窗上的聚丙烯薄膜可能会受到损坏。奥林巴斯可为高温检测提供替用的面板。该面板包括能够测量温度高达315°C (600°F)试样的Kapton检测窗。 

结论

      X射线荧光光谱法是一种功能强大的元素定量分析方法。利用其优异的分析能力和简便易用性能够快速可靠地进行材料可靠性鉴别(PMI)。其不但可以帮助避免生产损失,更重要的是还可以避免因使用错误材质造成的人身伤亡事故。

      [1] 检测限受到检测时间、试样类型以及干扰元素组合的影响。这些值作为代表性数据提供,可能会因试样和检测条件不同发生变化。仅供参考之用。 

      [2] 带有选配风扇。风扇组件防护等级为IP56。无风扇情况下可在33°C连续工作。


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