Спектральный и химический анализ металла являются одними из основных методов, используемых для контроля качества, определения состава и свойств металлических сплавов. В нашей статье мы подробно расскажем про оба этих методов, об их преимуществах и недостатках, а также про их различия и области применения.
Спектральный анализ металла — это метод исследования состава вещества, основанный на изучении излучения (или поглощения) света специфическими атомами или молекулами. Он проводится путем исследования спектра испускаемого (эмиссионный) или поглощаемого (абсорбционный) излучения, что позволяет определить количественный и качественный химический состав анализируемого образца. В основе спектрального анализа лежат уникальные спектральные "отпечатки пальцев" для каждого химического элемента, которые проявляются в виде определенных линий, характерных для данного элемента.
Основан на регистрации излучения (спектра) атомов или ионов, находящихся в возбужденном состоянии, которое обычно достигается с помощью электрической дуги, искры или плазмы. При переходе атомов из возбужденного в основное состояние излучается свет с определенной длиной волны, характерной для каждого элемента. Спектр фиксируется специальным прибором — спектрографом. Анализируя полученный спектр, мы можем определить состав образца.
Данный метод основан на способности атомов поглощать свет с определенной длиной волны (спектр поглощения). Для этого образец испаряется в пламени или графитовой печи, и атомы поглощают свет, проходящий через образовавшийся пар поглощающих атомов. Характеристическая длина волны поглощения позволяет количественно определять содержание конкретного элемента.
Основывается на измерении вторичного (флуоресцентного) рентгеновского излучения, которое возникает при облучении анализируемого образца первичным рентгеновским пучком. При облучении атомы образца переходят в возбуждение и при возвращении в основное состояние испускают рентгеновское излучение, которое несет информацию о составе.
Химический анализ металла — это метод определения состава металлических сплавов путем проведения реакций, которые позволяют идентифицировать и количественно определить содержание различных химических элементов. Включает использование как классических "мокрых" химических методов, так и инструментальных (физико-химических).
Один из старейших, основан на измерении массы и количественного выделения компонента в виде вещества с точно известной формулой. Реакция проводится таким образом, чтобы интересующий компонент осаждался в виде нерастворимого соединения, например в виде осадка, который выделяют, сушат и взвешивают.
Определяемое вещество по мере реакции титруется с реактивом известной концентрации до достижения эквивалентной точки титрования. По объему израсходованного титранта можно рассчитать содержание определяемого вещества в пробе.
Хроматография (газовая, жидкостная), полярография, а также электрохимические методы (полярография, потенциометрия, кулонометрия, кондуктометрия).
Да, спектральный анализ может определить не только металлические, но и неметаллические элементы (например, серу, углерод, фосфор) в составе металлических сплавов.
Частота анализа зависит от требований качества конкретной индустрии, производительности и регламентов. Обычно проводится анализ нескольких образцов из каждой партии выпускаемой продукции.
Да — для спектрального анализа, нет — для химического.
Спектральный и химический анализ металла представляют собой взаимодополняющие друг друга подходы для определения состава и качества металлических сплавов. В то время как производители и контролеры качества часто применяют спектральный анализ благодаря его скорости и относительно неразрушающей природе, химический используется для детального комплексного анализа и уточняющих научных исследований.