Analiza chimică a metalelor și aliajelor este o procedură importantă prin care este posibil să se controleze prezența într-un metal a oricăror impurități și incluziuni de alte metale.
Metodele fizico-chimice de analiză a metalelor și aliajelor vor determina puritatea materialului din punct de vedere al impurităților nedorite. Acest lucru, la rândul său, va permite prezicerea caracteristicilor tehnice ale viitoarelor piese care vor fi produse folosind un anumit metal sau aliaje din mai multe metale.
Tabel de conținut:
Cuprins
Când și de ce este necesară analiza chimică a metalelor și aliajelor
Metalele și aliajele lor sunt utilizate pe scară largă în diferite ramuri ale industriei și economiei. Metalele practic nu există în formă pură — ele au în mod necesar impurități naturale sau tehnologice în compoziția lor.
De tipul și concentrația lor depind în mod direct parametrii de funcționare ai viitoarelor produse care sunt fabricate din metal. Utilizarea analizei chimice va face posibilă stabilirea proprietăților sale calitative și cantitative.
În procesul de efectuare a acestei analize, va fi posibil să:
- determinarea compoziției cantitative a elementelor;
- identificarea prezenței compușilor străini și a concentrației acestora;
- Identificarea aliajelor;
- a determina raportul amestecurilor în aliajele metalice la etichetarea acestora.
Este demn de remarcat: analiza chimică modernă a metalelor și aliajelor este o etapă importantă a expertizei, care este utilizată pentru a determina calitatea produselor și a verifica conformitatea acestora cu standardele actuale.
Analiza este efectuată în principal pentru:
- expertiza calității metalelor și aliajelor fabricate pentru a verifica conformitatea acestora cu standardele în vigoare
- controlul proceselor tehnologice în faza de producție
- efectuarea examinării la intrare a materiilor prime;
- dezvoltarea și crearea de noi aliaje;
- certificarea produselor metalice;
- certificarea metalelor pure.
Metode de analiză chimică a metalelor
În prezent, există multe metode diferite disponibile pentru analiza calitativă a metalelor și a aliajelor acestora.
Metodele utilizate trebuie să asigure:
- rapiditatea procedurii de analiză;
- acuratețea ridicată a rezultatelor;
- control nedistructiv;
- simplitatea experimentării;
- posibilitatea de a utiliza tehnicile de analiză în ciclul de producție.
Analiza spectrală și analiza chimică de emisie sunt cele mai frecvent utilizate dintre principalele metode de control. Să luăm în considerare caracteristicile și avantajele acestora.
Poate că este util pentru toată lumea să știe cum să utilizeze corect un micrometru.
Analiza chimică a emisiilor
Această metodă de cercetare a metalelor permite pentru o perioadă scurtă de timp cu o probabilitate ridicată de a determina compoziția reală a eșantionului de metal studiat.
Astăzi există mai multe varietăți ale acestei metode, dar cea mai populară este analiza spectrală de emisie atomică. Aceasta este utilizată în sectoarele științific și industrial pentru obținerea expresă a datelor privind compoziția probelor studiate.
Aceste metode de analiză a metalelor și aliajelor se bazează pe principiul conform căruia încălzirea de scurtă durată la temperatură ridicată a unui metal face ca atomii substanței să fie excitați și să emită lumină într-o anumită gamă de frecvențe. Fiecare element chimic este caracterizat de o frecvență proprie, prin care poate fi identificat.
Radiația policromatică, care se obține în urma încălzirii unei probe metalice, este focalizată cu ajutorul unui sistem optic special, cu descompunerea ulterioară într-un spectru și înregistrarea de către un înregistrator.
Datele obținute sunt apoi prelucrate cu ajutorul unui calculator cu software specializat care permite, cu ajutorul instrumentelor analitice, analiza calitativă și cantitativă.
Precizia metodei
Metoda de analiză a emisiilor se caracterizează prin indicatori de sensibilitate ridicată, care permit determinarea chiar și a celor mai mici concentrații de impurități din metale și aliaje.
Sensibilitatea acestei metode este cuprinsă în intervalul 1 0-5 … 1 0-7 %.
În ceea ce privește precizia, metoda permite obținerea unui indice în limita a 5 % pentru concentrații mici de impurități și până la 3 % pentru conținuturi mai mari de impurități.
Avantaje
Principalele avantaje ale analizei moderne a emisiilor includ:
- posibilitatea determinării în paralel a 70 de elemente din compoziția unui metal sau a aliajului acestuia;
- viteza mare de analiză;
- prag scăzut de detectare a impurităților;
- acuratețe și sensibilitate ridicate;
- caracterul informativ al rezultatelor obținute;
- simplitatea relativă a experimentului;
- posibilitatea de a studia elemente mari fără a le deteriora suprafața.
Analiza spectrală
Analiza spectrală se referă la metodele de control calitativ și cantitativ al compoziției obiectelor metalice. Ea se bazează pe studiul spectrelor de interacțiune dintre metal și radiația utilizată.
Sunt supuse studiului spectrele radiațiilor electromagnetice, spectrele de distribuție a particulelor elementare după energie și mase, precum și spectrele undelor acustice. Analiza complexă a acestor spectre va oferi o imagine detaliată a compoziției probei studiate.
Analiza spectrală este o metodă modernă de analiză a metalelor și aliajelor, care se bazează pe emisia și absorbția undelor electromagnetice de către atomi în timpul trecerii de la un nivel energetic la altul. Pentru a pune atomii unei substanțe într-o stare excitată în care pot emite radiații caracteristice, în analiza spectrală se utilizează diferite surse de lumină.
Toate sursele utilizate au în comun utilizarea plasmei (cu temperatură ridicată sau scăzută), a cărei energie cinetică a particulelor este suficientă pentru a pune atomii substanței într-o stare excitată. Un înregistrator special este utilizat pentru a înregistra spectrele obținute, care sunt prelucrate prin intermediul unui software pe un computer.
Precizia metodei
Analiza chimică spectrală este o metodă foarte precisă, care se caracterizează, de asemenea, printr-o sensibilitate ridicată la prezența impurităților în probele studiate.
Indicele de precizie pentru această metodă variază între 1 0-7 și 1 0-6 %, iar abaterea standard relativă este de aproximativ 0,15 … 0,3.
Avantaje
- ușurința controlului probelor analizate;
- necesitatea unei cantități minime de substanță investigată;
- posibilitatea de a determina diferite impurități;
- precizie și fiabilitate ridicate ale măsurătorilor;
- posibilitatea de a aplica metoda în condițiile procesului tehnologic.
Concluzii
Efectuarea analizei chimice a metalelor și aliajelor a devenit un atribut necesar în diferite industrii. Fără această procedură, procesele tehnologice din industria producției de oțel nu sunt efectuate, este necesară în crearea și producerea de noi materiale, precum și controlul produselor fabricate de întreprinderile moderne.
Calitatea și fiabilitatea produselor viitoare care sunt fabricate folosind metale și aliajele lor vor depinde de corectitudinea și precizia analizei.
