Лазерно-искровая эмиссионная спектрометрия (ЛИЭС) – это метод анализа, который уже много лет используется в лабораториях. Последние технологические достижения позволили создать портативную версию ЛИЭС.
Большинство портативных ЛИЭС-анализаторов используются для быстрой сортировки сплавов на складах металлолома, определения марки сплавов и анализа для различных областей применения в металлургии.
Как же работает ЛИЭС?
При ЛИЭС-анализе на образец попадает сфокусированный импульсный лазер, удаляя очень небольшое количество материала с поверхности.
Во время обычного измерения, занимающего от 1 секунды, на образец попадает тысячи импульсов. Материал нагревается до 10 000 градусов по Цельсию и выше. Температура настолько высока, что атомы распадаются и образуют плазму.
Несмотря на такую высокую температуру, образец не нагревается во время анализа, поэтому его безопасно держать в руке во время измерения.
Что происходит внутри атомов?
Когда высокомощный импульс лазера попадает на образец, во внешних оболочках атома выбрасываются электроны. Поскольку электроны во внешних оболочках заслонены электронами внутренней оболочки, они не сильно притягиваются ядром. Это означает, что требуется меньше энергии, чтобы выбросить электроны с внешних оболочек.
Выброшенные электроны создают вакантное место, что делает атом нестабильным. Когда импульс прекращается, плазма начинает остывать, и вакантное место заполняется электронами, спускающимися с внешних электронных оболочек. Избыточная энергия, выделяемая при движении электронов между двумя энергетическими уровнями или оболочками, излучается в виде специфического для элемента света.
В типичном образце металла, содержащем железо, марганец, хром, никель, ванадий и т.д., каждый элемент излучает множество длин волны, из-за чего в спектре содержится до нескольких тысяч пиков. Длины волны света собираются с помощью оптоволоконного кабеля и затем обрабатывается спектрометром.
Каждый элемент связан со специфическим пиком спектра. Спектры ЛИЭС дольно сложны и могут иметь сотни или даже тысячи линий в каждом элементе. Концентрация элемента вычисляется по пиковой интенсивности спектра. Затем продвинутый алгоритм определяет тип образца и рассчитывает концентрации.
Почему специалисты выбирают портативный метод ЛИЭС? Это один из самых быстрых видов анализа, доступных в настоящее время для идентификации и анализа металлических сплавов. Требуется примерно от 1 до 5 секунд для измерения практически любых сплавов, в том числе алюминиевых, медных, никелевых, титановых, цинковых, магниевых, кобальтовых, оловянных и свинцовых.
Это до 20 раз быстрее, чем портативный рентген-флуоресцентный анализатор (РФА).
ЛИЭС-анализатор отличается устойчивостью, потому что его детектор защищен кварцевым или сапфировым стеклом (в зависимости от производителя). Поэтому Вы можете надежно замерять заостренные предметы, в том числе и металлическую стружку, а также не боятся повреждения либо засорения детектора. Ежедневное обслуживание сводиться к чистке защитных стекол. Что необходимо иметь, так это всего лишь ватные палочки и спирт (можно применять спиртовые салфетки для чистки очков).
Он также очень прост в использовании. Просто наведите, нажмите кнопку и прочитайте результаты на экране.
Метод ЛИЭС является практически неразрушающим. После ЛИЭС анализа остается только крошечное пятно, настолько маленькое, что его трудно увидеть невооруженным глазом. Даже возможно провести анализ обычной канцелярской скрепки!
С точки зрения регулирования и лицензирования от пользователя требуется гораздо меньше, чем, скажем, для РФА. Как правило, Вам не понадобиться ни дорогостоящие лицензии, ни отнимающие время учебные занятия. Однако важно уточнить особенности Вашего местного законодательства, такие как, например, использование защитных очков.
ЛИЭС – это превосходный инструмент для определения марки сплава, который также может предоставить хороший анализ, когда это необходимо.
