Xác định thành phần kim loại: 2 phương pháp chính xác cao, hiệu quả

Xác định thành phần kim loại: 2 phương pháp chính xác cao, hiệu quả

    Người viết: Dr Tuấn - IT Admin /

Hiện nay ở hầu hết các nhà máy và trung tâm R&D luyện kim, sản xuất thép, hợp kim... việc xác định thành phần kim loại là khâu then chốt để giữ ổn định chất lượng sản phẩm ở khâu đầu vào và đầu ra. Vậy trên thị trường có những phương pháp nào được ứng dụng mang đến sự ổn định, đầu tư hợp lý cho các chủ đầu tư? Hãy cùng ICG tìm hiểu nhanh về 2 phương pháp nổi bật bật, cùng những thiết bị tham khảo trong chia sẽ sau nhé.

Vì sao cần phải có quy trình xác định thành phần kim loại trong luyện kim

Vậy các phương pháp xác định, phân tích thành phần kim loại, nguyên tố có trong mỗi sản phẩm đóng vai trò gì? Vì sao cần phải có quy trình này?

  • Ở quy trình sản xuất, Khi nắm chính xác thành phần vật liệu, giúp kiểm soát phối liệu, ngăn under/over-alloying, giảm phế phẩm và tối ưu chi phí hợp kim. Khi đảm bảo thành phần đầu vào giúp sản phẩm đến khách hàng được tốt, đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn và yêu cầu khách hàng. Từ đó nâng cao giá trị sản phẩm, có độ tinh khiết cao.
  • Ở nghiên cứu, khi phân tích chính xác các thành phần nguyên liệu, nguyên tố kỹ sư R&D xác định khoảng tối ưu cho nguyên tố vi hợp kim, hiệu chỉnh mô hình nhiệt-luyện (TTT/CCT), tăng tốc sàng chọn công thức và tái lập tính năng khi scale-up từ pilot lên sản xuất. Trong bảo trì và phân tích hỏng hóc, hồ sơ thành phần giúp phát hiện sớm suy giảm cơ tính ở vùng hàn/HAZ, hỗ trợ điều tra nguyên nhân gãy giòn, nứt nóng hay ăn mòn bất thường.

02 phương pháp xác định thành phần kim loại, nguyên tố hiệu quả cao

Dưới đây là bảng so sánh nhanh 2 phương pháp phổ biến mang lại hiệu quả cao:

Tiêu chí

XRF (Huỳnh quang tia X)

OES (Phát xạ hồ quang)

Bản chất

Không phá huỷ; kích thích nguyên tử bằng tia X, đo tia X huỳnh quang đặc trưng

Phá huỷ có kiểm soát; kích thích bằng tia lửa/hồ quang, đo phổ phát xạ

Hiệu quả tổng thể

Rất nhanh, đa nguyên tố, linh hoạt nhiều dạng mẫu

Rất chính xác với nền kim loại, đặc biệt tốt cho C, P, S, N, B

Thời gian đo

Từ vài chục giây đến vài phút

Vài chục giây đến ~1 phút/điểm sau chuẩn bị bề mặt

Độ chính xác/độ nhạy

Tốt cho dải từ % tới ppm; dải nguyên tố rộng (Na–U)

Rất cao ở mức ppm, đặc biệt với nguyên tố nhẹ trong thép/hợp kim

Phương pháp phân tích thành phần kim loại với XRF

XRF hay còn gọi là quang phổ huỳnh quang tia X, đây là phương pháp linh hoạt, hiệu suất cao, được ứng dụng rộng rãi hiện nay, nó bao gồm loại định lượng và định tính:

Cấu tạo & thành phần chính

Một hệ XRF điển hình gồm: ống tia X (50 kV tuỳ máy), bộ lọc tự động tăng độ nhạy, detector bán dẫn (SDD) độ phân giải cao và phần mềm hiệu chuẩn/định lượng.

Cách hoạt động

Tia X năng lượng cao kích thích các lớp electron; khi trở về mức thấp hơn, mẫu phát tia X huỳnh quang có năng lượng đặc trưng cho từng nguyên tố. Phần mềm tách–gán vạch năng lượng để định tính; lượng tử hoá cường độ cho định lượng.

Các nguyên tố có thể phân tích

XRF hiện đại đo được từ Na đến U trên nhiều nền, từ % tới ppm, phù hợp kiểm soát quặng, hợp kim, phụ gia, nhiên liệu, lớp phủ.

Máy phân tích thành phần nổi bật theo phương pháp huỳnh quang tia X

  1. Rigaku NEX QC+ QuantEZ: Điểm mạnh: phân tích nhanh, không phá huỷ, dải Na→U, hỗ trợ nhiều dạng mẫu (rắn, lỏng, bột, hợp kim, film mỏng); ống X 50 kV, bộ lọc 6 vị trí, detector SDD; phần mềm QuantEZ trực quan. 
  2. Hitachi High-Tech X-Supreme8000: Điểm mạnh: EDXRF linh hoạt cho QA/QC khối lượng lớn; autosampler 10 vị trí giúp chạy hàng loạt; nổi bật LOD thấp cho S và Cl trong nhiên liệu/dầu nhờn, ngoài ra còn Ni, V, Fe… 

 

Xem thêm:

Phương pháp xác định thành phần kim loại với OES

OES hay còn gọi là phương pháp xác định thành phần vật liệu với quang phổ phát xạ quang học hay hồ quang, giải pháp mang đến sự chi tiết, độ tin cậy cao.

Cấu tạo thành phần chính của 1 hệ

Một hệ OES tiêu chuẩn gồm: nguồn phát hồ quang/tia lửa, buồng bắn thổi khí Argon, khe – gương chuẩn trực – cách tử để phân tán phổ, detector (CCD hoặc PMT) và buồng quang học điền khí trơ hoặc chân không nhằm giảm suy hao, nhất là vùng UV.

Nguyên lý hoạt động cơ bản

Hồ quang/tia lửa lấy vật liệu từ bề mặt mẫu vào plasma; nguyên tử kích thích phát vạch phổ đơn sắc đặc trưng. Hệ quang học tách vạch theo bước sóng để định tính; cường độ đỉnh phản ánh nồng độ, là cơ sở định lượng.

Máy phân tích thành phần kim loại theo phương pháp OES nổi bật

  • Bruker Q4 TASMAN:  CCD đa kênh, quang học tối ưu với co-axial argon flow giảm tiêu thụ khí nhưng tăng ổn định; giải pháp ASP sẵn sàng cho từng ứng dụng kim loại. 
  • Bruker Q8 MAGELLAN: sử dụng quang học PMT 100% (không thoả hiệp), đọc-ra tốc độ cao – nhiễu cực thấp; co-axial argon flow; online/automation.

ICG chuyên cung cấp, tư vấn thiết bị phân tích thành phần kim loại

ICG đồng hành cùng phòng lab và nhà máy luyện kim trong việc thiết kế, tư vấn trọn gói giải pháp phân tích thành phần vật liệu, tùy theo từng nhu cầu khác nhau, đáp ứng từ thực tế, chúng tôi luôn mang đến:

  • Giải pháp trọn gói, tối ưu chi phí vận hành
  • Đội ngũ kỹ sư chuyên nghiệp, lâu năm, chuyển giao chi tiết
  • Chế độ bảo hành, bảo dưỡng liên tục đảm bảo sự vận hành tốt nhất
  • Luôn cập nhật thông tin từ hãng để cải thiện sự hoạt động
  • Sản phẩm chính hãng nhập khẩu từ hãng

CÔNG TY CỔ PHẦN KHOA HỌC VÀ ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ ICG

  • Địa chỉ: Tầng 14, Tòa Nhà HM Town, 412 Nguyễn Thị Minh Khai, Phường Bàn Cờ, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam
  • Hotline: 0865 958 468
  • Email: info@icgscitech.com.vn
← Bài trước Bài sau →