원소 테스트 및 분석을 위한 분광계

주물 금속의 조성 및 등급 분석

분광 화학 분석은 화합물 분자 내에서 원자와 전자의 배열을 결정하는 데 사용되는 화학 분석 유형입니다. 운동이나 구조가 변할 때 흡수되는 에너지의 양을 관찰합니다. 전자석 방사의 파장과 강도를 측정하여 품질 평가에 주로 사용되는 정량화 가능한 결과를 생성합니다.

분광기 및 분광기

분광학 및 분광계는 분광 화학 분석을 논의할 때 자주 나타나는 용어입니다. 간단히 말해서, 분광법 샘플 재료와 관련된 에너지 연구이며, 분광계 분광법 중에 사용되는 기기입니다. , 분광법의 행위.

분광법

분광학은 복사 에너지와 샘플 재료 사이의 상호 작용에 대한 연구입니다. 이 상호 작용은 일반적으로 스파크로 보이는 가시광선 형태의 전자기파를 생성합니다. 17 에 분광법이 도입되었습니다. 아이작 뉴턴(Isaac Newton) 경이 프리즘을 사용하여 백색광을 구성요소 색상으로 분리할 수 있고 이러한 구성요소를 재결합하여 백색광을 형성할 수 있다는 것을 발견한 세기. 그는 프리즘이 색을 만드는 것이 아니라 백색광의 구성 요소 색을 분리하는 역할을 한다는 것을 깨달았습니다. 1800년대 초 Joseph von Fraunhofer는 분광학을 보다 정확하고 정량적인 과학 기술로 발전시킨 실험을 수행했습니다. 그러나 19 까지는 아니었습니다. 분산된 빛의 정량적 측정이 표준화되고 건전한 테스트 방법으로 인식된 세기.

분광계

분광계는 분광선을 생성하고 파장과 강도를 측정하는 분광학에 사용되는 도구입니다. 그것은 질량, 운동량 또는 에너지로 입자, 원자 및 분자를 분리하는 과학적 장치입니다. 분광계는 화학 분석 및 입자 물리학에 필수적입니다. 분광기에는 광학 및 질량 분광기의 두 가지 유형이 있습니다.

광학 분광계

광학 분광계 또는 간단히 "분광계"는 백색광을 분리하고 개별적인 좁은 색상 대역(스펙트럼)을 측정할 수 있습니다. 파장 또는 주파수의 함수로 빛의 강도를 보여주고 프리즘의 굴절 또는 회절 격자의 회절에 의해 편향이 생성됩니다. 광학 분광계는 광학 분산의 개념을 사용합니다. 샘플의 각 요소는 고유한 스펙트럼 특성을 남기기 때문에 스펙트럼 분석은 샘플 자체의 구성을 결정할 수 있습니다. 광학 분광기는 천문학, 금속 생산, 태양광 발전 및 반도체 산업에서 일반적입니다.

질량 분석기

질량 분석기는 고체, 액체 또는 기체에 존재하는 원자 또는 분자의 질량 스펙트럼을 측정합니다. 질량 대 전하 비율과 기체상 이온의 존재비를 측정하여 이를 달성합니다. 질량 분석기는 제약 과학, 생명 공학 및 지질학 분야에서 사용됩니다.

분광법이 필요한 이유는 무엇입니까?

분광 기술은 많은 기술 분야의 최전선에 있습니다. 분광법은 연구 개발에서의 역할뿐만 아니라 다양한 산업 분야의 재료 분석에서 보다 실용적인 역할을 하기 위해 필요합니다. 과학과 기술은 초기 연구에서 현대 연구를 뒷받침하는 첨단 기술에 이르기까지 항상 분광법에 의존해 왔습니다.

무선 주파수 분광법은 신체의 내부 연조직을 시각화하는 데 사용되는 획기적인 의료 기기인 자기 공명 영상(MRI)으로 이어졌습니다. 전파 및 X선 분광법은 먼 별과 은하계 분자에 대한 천문학적 연구의 길을 열었습니다. 광학 분광법은 물질의 화학적 구성을 식별하기 위해 산업 및 환경 설정에서 일상적으로 사용됩니다. 분광법에 이 응용 프로그램이 없었다면 오늘날의 빠르고 효과적인 합금 식별 및 재료 검사 방법이 없었을 것입니다.

광 방출 분광법

광학 방출 분광법(OES)은 고체 금속 샘플의 원소 성분을 결정하는 데 사용되는 일반적인 형태의 분광법입니다. 광범위한 요소를 고정밀 및 정확도로 분석할 수 있기 때문에 주조 공장 및 금속 생산 시설에서 널리 사용됩니다. OES에 사용되는 샘플 금속은 1차 및 2차 금속 생산의 용융물 또는 막대, 플레이트, 와이어 및 볼트와 같은 가공 금속일 수 있습니다.

광 방출 분광법은 어떻게 작동합니까?

OES는 전원, 광학 시스템 및 컴퓨터 시스템의 세 가지 주요 구성 요소를 사용하여 정량 분석을 제공합니다.

1) 전원

금속 샘플 내에서 원자를 활성 상태로 여기하려면 전원이 필요합니다. 샘플의 작은 부분은 전극을 통해 분광계의 고전압 전원을 사용하여 섭씨 수천도로 가열됩니다. 전극과 시료 금속 사이의 전위차로 인해 방전이 발생합니다. 이 전기 방전으로 인해 샘플 금속이 가열되어 표면에서 기화됩니다.

이 과정에서 활성화된 원자는 각 원소에 고유한 방출선을 생성합니다. 전기 방전에는 전기 아크 또는 스파크의 두 가지 유형이 있습니다. 전기 아크는 번개처럼 지속적인 전기 방전을 생성합니다. 전기 스파크는 갑작스러운 방전에 가깝습니다. 짧은 빛 방출은 종종 날카로운 찰칵 소리와 함께 발생합니다.

2) 광학 시스템

광학 시스템은 플라즈마로 알려진 기화된 샘플의 방출 라인을 분광계로 전달합니다. 분광계의 회절 격자는 들어오는 빛을 요소별 파장으로 분리하는 역할을 합니다. 각 파장의 빛의 강도는 해당 검출기로 측정됩니다. 이 과정에서 측정된 강도는 테스트되는 샘플 금속의 원소 농도에 비례합니다. 각 원소는 전자 구조에 따라 특정 파장 세트를 방출하기 때문에 이러한 파장을 관찰하여 원소 조성을 결정할 수 있습니다.

3) 컴퓨터 시스템

마지막으로, 데이터를 처리하기 위해서는 컴퓨터 시스템이 필요합니다. 측정된 강도는 사전 정의된 보정을 통해 처리되어 원소 농도를 생성합니다. 최신 기술은 사용자 인터페이스를 발전시켜 최소한의 작업자 개입으로 명확한 결과를 제공합니다.

OES는 사용자 친화적이며 금속 제조 산업에서 널리 사용됩니다. 널리 사용되는 기기이지만 샘플 재료의 경미한 표면 손상과 지속적인 유지 관리의 필요성을 포함하여 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

광학 방출 분광법
장점
단점

• 요소의 빠른 정량적 측정(일반적으로 1분 미만).
• 낮은 자본 투자 및 운영 비용
• 손쉬운 샘플 준비
• 강의 탄소, 질소, 산소, 인, 황에 대한 빠른 분석
• 스테인리스강 또는 저합금강의 탄소 함량(%)을 계산합니다.
• 304/316과 304L/316L 스테인리스강을 구분합니다.
• 탄소 당량 계산에 입력 데이터를 제공합니다.

• 완전히 "비파괴적"이지는 않습니다(약간의 표면 손상이 예상될 수 있음).
• 작은 부품은 테스트할 수 없습니다(10센트 미만).
• 밀접한 공간에서 테스트하기 어렵습니다.
• 지속적인 보정 및 유지 관리가 필요합니다.
• 결과에 대한 정기적인 제3자 인증이 필요할 수 있습니다.

파운드리의 분광계

광학 방출 분광법은 순수한 금속에서 합금 금속까지 다양한 재료에 사용할 수 있습니다. 항공, 자동차 및 가전 제품 산업뿐만 아니라 주조 공장은 공정 및 품질 관리를 위한 분광계의 이점을 누리고 있습니다.

분광계는 검사, 품질 관리 및 합금 식별에 사용할 때 주조 공장 운영자의 최소한의 개입만 필요로 하기 때문에 주조 금속 분석을 위해 종종 선택되는 도구입니다. 고정 및 휴대용 버전이 모두 높은 수준의 정확도로 존재합니다. 일상적인 교정 및 유지 관리가 필요하며, 분광계 결과의 유효성을 유지하려면 종종 결과에 대한 제3자 인증이 필요합니다. 분광계를 사용하면 금속 생산에서 가공에 이르는 금속 수명 주기 전반에 걸쳐 금속 분석이 가능하고 재활용 공장에서 수명이 다할 때까지 금속을 분석할 수 있습니다.