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    直讀光譜儀為什么需要氬氣
    作者:admin 發布日期:2022/7/21 關注次數: 二維碼分享

    火花光電直讀光譜儀它是利用電極產生火花放電,以高能量將金屬原子的外層電子,躍遷到下一能階。當電子返回原能階時,釋放出電磁輻射,便能量測其光譜。由于每個元素在光譜中的某些波長具有特征峰,因此可以分析合金中元素的組成及其百分比。通過檢測元素的百分比,定義合金的等級。由于樣品中僅燃燒了幾微克的金屬,直讀光譜儀測試技術是一種非破壞性的分析方法,廣泛應用于鐵系金屬合金與非鐵金屬合金檢測。


    直讀光譜儀使用氬氣的理由?


    在火花放電的過程中,一般會使用氬氣做為保護氣體,來噴刷包圍火花所及范圍的金屬表面,這樣才能讓光譜儀讀到各個元素正確的成分與比例。使用氬氣主要的原因是其惰性氣體的特性。在高能量火花激發金屬表面,產生電漿的過程中,惰性氣體本身不會與電漿中的元素反應,并同時隔離周遭的空氣中的元素,這樣才得以精準偵測那些特征峰值在波長200nm 以下的元素,如,碳、氮、硫、磷。

    以下是直讀光譜儀需采用高純度氬氣做為保護氣體的主要理由:


    1.氬氣屬于惰性氣體,在直讀光譜儀放電過程中,不會與合金成分產生反應


    2.在火花放電過程,噴刷金屬表面以隔離周遭空氣,避免偵測到空氣中的元素


    3.讓光譜儀能夠正確分析特征峰值在波長200nm 以下的元素,如,碳、磷、硫、氮


    4.金屬合金元素成分中,不需要知道氬元素


    5.氬氣的價格相對便宜,基本上,氬氣<氦氣<氖氣<氙氣


    三種惰性氣體常見用途  


    氦氣:超低溫冷卻、氣相沉積、氣球、潛水服填充。


    氖氣:霓虹燈或水銀燈填充、激光(氦氖激光)、電漿研究。


    氬氣:金屬焊接、電火花直讀光譜儀。


    直讀光譜儀為什么不使用便宜的氮氣來噴刷金屬表面?

    部分合金中有氮成分,且需要被分析(如,釩氮合金),因此不能使用氮氣。而且氮氣在高溫下會與金屬反應(如,氮化鎂),造成殘留。


    直讀光譜儀使用氬氣的原因,是不是跟氬焊的原理一樣?


    不太相同。氬焊一樣采用氬氣做為焊接時的保護氣體,但氬焊采用氬氣的原因,主要是避免避免焊接部位,接觸空氣產生氧化作用。而直讀光譜儀則是要隔離空氣中的其他元素成分(如,碳元素、硫元素、氮元素)


    為什么有些直讀光譜儀的氬氣消耗量相對較大?


    氬氣在火花放電過程中,做為保護氣體。因此有些直讀光譜儀,會將光學室(光譜儀內部光線處理的部份)同樣以氬氣填充,同樣會消耗氬氣。但日立HITACHI的直讀光譜儀具備專用技術的填充設計,能夠大幅降低光學室的氬氣消耗量。



    氬氣噴刷金屬表面,是不是越強越好?


    不見得。因為太強烈的噴刷,其氣流反而會卷進部分空氣。日立HITACHI直讀光譜儀中采用采用了獨特的噴射電極技術(JET STREAM)。在激發狀態下,電極周圍會形成氬氣噴射氣流,這種技術會帶來以下獨一無二的優勢:

    ?激發點周圍的氬氣流保證了激發過程不受外界干擾;

    ?最大程度地減少氬氣的消耗量,降低了客戶的使用成本;


    直讀光譜儀使用氬氣原因


    我們日常在使用光譜儀時需要配備高純氬氣,但有很多人不太了解,為何光譜設備要配備高純的氬氣。


    下面由陜西新時代儀器檢測公司應用工程師大伙分享一下經驗:


    一、氬氣的電離電位較低,易于形成等離子區;


    二、氬氣為惰性氣體,不會與樣品金屬蒸氣反應;


    三、氬氣能夠傳輸真空紫外光譜(并非真空下的光譜,而是波長在10-200nm之間的光譜),如C、P、S等,不會影響紫外及真空紫外區域元素的測定;


    四、氬氣為原子狀態氣體,譜線簡單,不宜形成譜線干擾;


    五、氬氣的背景輻射低;


    自行檢查氬氣的質量比較困難,一般而言,是看氬氣供應商的資質,其次,為氬氣純度,可配置氬氣凈化器。若要對氬氣精確檢驗,須采購特定的氬氣純度測定儀。


    當然還有一種簡單方法,因直讀光譜儀對氬氣的純度要求很高,可以用直讀光譜儀試用下,若能夠正常激發,打出來的點無異常,且數據穩定,一般來說就可正常使用。為避免出現霧狀白點,建議配置氬氣凈化器。


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