图像信用：Thermo Fisher Scientific - 元素分析仪和相位分析仪
随着可追溯性、可靠性、安全性和法规遵从性法规的不断增加，材料验证已成为整个能源和制造市场可靠性和安全计划的关键组成部分。
在工业材料规格越来越具体的同时，现场对各种PMI测试的需求也在稳步增长。便携式手持式LIBS，手持式XRFoes.分析仪是用于进行可靠、准确和快速分析的常用技术。
每一种技术都有其独特的优点，使用户能够对材料成分进行定量和定性分析。行业中用于执行这些技术的通用术语是阳性材料识别(PMI)。
所有这三种技术都以几种不同的方式使用，以保证符合质量管理计划。一些例子包括:
- 对来料进行确认，以确保部件或产品是正确的合金亚博网站下载
- 制造以确保焊接组件及其填充金属是正确的合金，满足规定的材料要求
- 分类和识别标记错误或未知的材料，确保在指定的工艺中使用正确的材料亚博网站下载
- Retro-PMI用于验证目前在符合所需规格的过程中的材料的过程中的应用程序亚博网站下载
在进行材料分析时，理解每种技术的差异和局限性是至关重要的。该分析仪可用于多个行业的各种组件。它们经常用于航空航天、核能、制药、制造、发电和炼油石化等领域的生产和资产完整性管理项目。
这些验证计划有助于识别未知的材料，防止损失生命或伤害，提高产品质量，并消除雄鹿材料的昂贵混合。亚博网站下载
在确定要分析的材料时，每个验证程序都有不同的要求。每种材料或合金都有不同的元素限制和要求。通过了解每种技术，它有助于确定哪种技术适合验证材料。
x射线荧光
x射线荧光（XRF）是最常用的非破坏性测试（NDT）方法，它为用户提供了一种便携式手持分析器，可产生准确，快速的结果。
在手持式XRF分析仪内使用X射线管，以将X射线束发射到样品中。这激发了电子，它们从内壳移位。然后由内壳的空位由外壳电子代替。
当这个电子填满内层空穴时，它通过次级x射线释放能量。这种二次能量的释放称为荧光。每一种存在的元素都会释放出其自身独特的能量特征。
通过测量样品释放能量的独特特性，可以确定存在的元素。这被称为定性分析。
然后，测量独特能量的强度，并应用校正因子，使测量样品中各元素的数量成为可能。这就是所谓的定量分析。
有一些XRF分析仪能够测量低浓度的轻元素，如镁、铝、硫、磷和硅。
XRF对可以测量的元素有局限性。XRF不能用于测量比镁更轻的元素。这种XRF限制使其不能降低碳钢，低碳不锈钢和低合金材料，因为XRF分析仪无法测量碳。亚博网站下载
例如，XRF可以用来测量识别316不锈钢所需的元素，但不能测量确定相同的316材料是H级或L级所需的碳。碳是验证不同牌号不锈钢(316H或316L)所需要的基本元素。
光发射光谱学
光学发射光谱(OES)是一种光学方法，可以用于检测几乎任何类型的元素，包括碳和轻元素的一系列不同的基质，包括镍、不锈钢和碳钢等。
OES是一种通过测量碳元素来对材料进行分级的技术，用于识别合金，如高碳或低碳不锈钢，低合金，如86xx系列，41xx系列和10xx系列碳钢。
虽然OES被认为是便携式技术，但最好将其作为可运输技术进行分类。根据制造商，OES仪器的尺寸和重量变化，但可重量超过45-60磅，并且需要氩气罐，这取决于其尺寸，可以重约20磅。
通常，仪器及其氩气罐用手推车运输，便于移动。由于这种现场移动OES的尺寸和重量，在高架工作区域使用它可能需要机械辅助，以帮助将OES仪器提升到更高的位置。
当使用OES进行分析时，每个用于分析的样品都需要样品制备，使用一个研磨机，其中锆铝氧化物砂盘准备表面。在任何OES分析中，样品制备是至关重要的一步，因为没有适当制备的样品将产生不准确和不期望的结果。
原子在OES技术中也被激发，但激发能量来自仪器电极和样品之间形成的火花。与XRF不同的是，x射线管是用来照射样品的，OES利用火花产生的能量，使样品中的电子发光，然后转换成光谱模式。
从每个元件产生独特的光学光颜色。OES分析仪通过测量光谱的该光学光中的峰强度，可以通过测量峰值强度来产生材料组合物的定量和定性分析。
尽管OES被认为是无损检测方法，但是必须用机械砂光装置制备样品，并且火花在样品表面上留下一小块燃烧，该样品表面必须被移除分析后。
激光诱导击穿光谱
激光诱导的击穿光谱（Libs）已使用了几年，并且是一种主要用于实验室设备的技术。app亚博体育
最近的技术进步意味着这项技术已经发展成为一种便携式手持式分析仪，能够在实地测量碳，以便对材料进行分级和鉴定。亚博网站下载
与OES一样，在LIBS手持式分析仪中分析碳仍然需要氩。LIBS分析仪使用的不是外部的氩气罐、软管连接和到OES单元的调节器，而是一个可消耗的氩气盒，集成在仪器中。即使使用分析仪的电池，仪器的重量也不到6.5磅。
样品制备仍然是分析所必需的，但仪器的手持式尺寸，打磨盘和研磨机都可以融入小型情况下，允许运输到管道沟渠，高架的工作平台，并且努力获得最小努力的区域，允许手持式碳分析仪中的用户真实字段可移植性。
在样品分析中，适当的样品制备是至关重要的一步。弱样品制备将产生不良结果。通过适当的样品制备，用户可以实现可靠、准确、快速的结果。
这libs分析仪可用于测量低浓度的轻元素，如铝、硅和碳。LIBS分析仪使用户能够轻松地对H级和L级不锈钢、低合金和碳钢进行分级。
该仪器还可以实现残余元素(RE)或碳当量(CE)的计算，由用户在一个直观和易于使用的界面编程。
LIBS技术使用脉冲激光来消融样品表面并产生等离子体。当等离子体冷却下来时，来自冷却等离子体的电子被激发，导致等离子体发光。
元素周期表中的每个元素都会产生一个独特的LIBS谱峰。使用检测器来测量光发射的独特特性，这使得识别样品中不同元素的存在成为可能。
化学成分可以快速确定和定量的加权百分比浓度(%)，或百万分之一(PPM)，通过测量光的峰值和它们在样品中的强度。
结论
在现场进行化学分析有许多可行和准确的技术。LIBS, OES和XRF技术为用户提供了一个便携的选择来分级或验证材料。
了解这些技术中每种技术的局限性和差异将有助于用户选择符合所分析的材料的指定必需品的仪器。
致谢
由Thermo Fisher亚博网站下载 Scientific的James Terrell原创的材料制作而成。
这些信息来源于赛默费雪科学公司提供的手持元素和辐射检测材料。亚博网站下载
有关此来源的更多信息，请访问赛默费雪科学-手持式元素和辐射探测