金屬成分分析及金屬PMI的最佳工具是XRF or LIBS或OES

摘要

隨著金屬回收產業對金屬材料純化精煉技術提升,如何購買到合理價格材料的同時也能確保品質穩定性,其關鍵在於您是否擁有合適設備在金屬回收與金屬加工過程中確認來料作分揀過程及產品調配成份(PMI)確認。另外加上環保法規日趨嚴格,限制進入該國進行回收的材料,在大多數情況下,污染物或攜帶廢物有害物質管制值僅為0.5%。如何有效的在現場快速的進行精準的分析,就變成了非常重要的課題,能邁科技在這邊提供給各位金屬材料分析應用上最佳的解決方案。

在金屬材料品質管理與污染管控方面的市場近況

隨著金屬回收產業對金屬材料純化精煉技術提升,如何購買到合理價格材料的同時也能確保品質穩定性,其關鍵在於您是否擁有合適設備在金屬回收與金屬加工過程中確認來料作分揀過程及產品調配成份(PMI)確認。

環保法規日趨嚴格,清潔綠色循環經濟已是全球各政府在循環經濟(資源再生)上重要的減污措施。這嚴格包括限制進入該國進行回收的材料,在大多數情況下,污染物或攜帶廢物有害物質管制值僅為0.5%。

基於上述金屬回收品質、金屬加工應用、循環經濟、資源再生、廢棄物管制等議題,能邁科技提供您手持式XRF、手持式LIBS、移動式分光儀OES(SPARK)與其應用方向的專業建議,給您最高CP值選項。

由於全球各政府將重點放在循環利用經濟(資源再生)和引入更嚴格的雜質(有害物質)控管值上,因此金屬產業中的金屬回收(資源再生與金屬加工)相關業者,正在尋求改進回收利用分類材料的方法。15年來,能邁科技一直致力於開發高效,準確地識別金屬和非金屬物質的技術。

三種市場主流金屬材料分析方法

手持式LIBS、手持式XRF(VANTA)或移動式OES分光儀(SPARK)當涉及到分揀材料時,可考慮三種類型的技術。

  1. LIBS中文為「激光(雷射)誘導擊穿光譜」,使用激光(雷射)激發樣品表面,使金屬表面元素產生發射光(Emission),再經由分光系統或得到其化學組成光譜並進行定量分析。
  2. OES分光儀又常稱為SPARK(光學發射光譜),是使用高壓電弧產生火花激發金屬樣品表面。樣品中離子產生放射光線顏色(放射光譜,Emission spectroscopy),由光譜分光系統檢測出該光譜儀可以讀出物質是什麼。能邁科技提供了幾種OES分光儀器,包括CompactPort HLC移動式分光儀OES。
  3. XRF 又稱為「X螢光射線分析儀」。使用低強度X射線激發樣品表面元素內電子軌域的電子,而不是使用激光。分析由X光激發掉電子軌域的電子後再由更外圍電子軌域電子反射補回被激發掉的電子,所產生的熒光光線以確定樣品(材料)內的元素X光熒光特性分析線。能邁科技手持式XRF設備。 這是對這三種技術(XRF、LIBS、OES)非常簡單描述,每種技術都適用於識別特定範圍元素。能邁科技業務會依您的主要要求來取決於選擇您的解決方案。為了幫助您做出決定,我們在下面列出了一個快速指南。

提供給您最快速的選擇指南

手持還是攜帶,差在哪?

  • 便攜性(手持式)
  • 手持LIBS和手持XRF中的產品是手持式金屬分光儀,可以輕鬆攜帶在廢物處理站或回收設施周圍或金屬加工現場,以利在現場測試樣品。它們都具堅固設計,適用於各種金屬加工工廠工業環境。
  • 移動型(攜帶型)
    金屬分光儀OES(或稱為Spark)的CompactPort HLC是市場上移動式OES產品中唯一使用PMT檢測器的OES,包含一個12kg分光系統與不同元素範圍的探頭(1~1.8Kg),可以在金屬加工現場移動以進行測量。

儘管所有三種設備都是便攜式的,但無論您選擇手持式LIBS、手持式XRF還是ComportPort HLC金屬分光儀,都將取決於您需要執行哪種分析(鐵基、鋁基、銅基或其他合金)及您要求超輕元素(Li、B、Be、C、N)或輕元素(Mg、Al、Si、P、S)及其他一般元素及濃度值。

手持式XRF(鎂~鈾)

是否有非金屬材料分析需求?

  • 識別非金屬材料有害元素(循環經濟,資源再生)
    如果您的設備需要識別不同類型的塑料、粉末、陶瓷、橡膠、木材等微量有害物質(鉛、鉻、鎘、汞、溴、氯…),手持式XRF是您的理想選擇。由於X射線熒光可用於分析金屬合金以及大多數其他非金屬材料的固體材質。該儀器基本參數(FP)方法或檢量線法使其適用於各種金屬和非金屬樣品中微量(ppm)環境有害元素分析。

合金牌號判別(PMI)需求?

  • 合金牌號判別(材料可靠性鑑別, Positive Material Identification,英文簡稱PMI,金屬加工)
    基本參數方法(FP)也使得手持式XRF成為需要快速檢測各種不常見合金用戶理想選擇。預先安裝了1,600多種合金牌號清單,並且還可以依用戶所使用牌號做客製化定制清單,能夠快速做牌號鑑別(PMI)。

有輕元素檢測的需求嗎?

  • 輕元素檢測
    在識別由輕元素(Li、Be、B、C、N、Na、Mg、Al、Si、P和S)組成的物質的領域中,選擇合適的儀器變得最棘手。如果您識別合金樣品常見成分含有碳(C)、氮(N)、硼(B)或鈉(Na),那麼CompactPort HLC金屬分光儀是唯一合適的設備,因為OES技術可為這些元素提供最清晰讀數來應用於金屬加工與金屬回收產業上。

對於鋁(Al)、鈦(Ti)、鎂(Mg),使用手持式LIBS技術會是好的選擇,因為該設備是使用經過標準品校準及內部已建立各種合金基質檢量線使用,其精準度會優於XRF使用基本參數法(FP)。

然而,手持式XRF和Compact Port HLC金屬分光儀也能夠用於鋁、鈦、鎂合金的牌號識別(PMI),因此您的選擇可能取決於所需的準確度水平、樣品取樣要求以及其他分析需要。

目前手持式XRF在對輕元素鎂(Mg)、鋁(Al)、矽(Si)、磷(P)、硫(S)量測上,採用創新技術(最高階)─檢測器窗口使用石墨烯(Graphene),大大提升了輕元素的感度。手持式XRF檢測器使用石墨烯(Graphene)特點有:(1)使用奈米級石墨烯(Graphene),厚度僅有0.9微米(一般使用鈹窗的厚度約8微米或更厚),越薄越能獲得更佳的輕元素光學檢測能力。(2)不具毒性,為環保材料。

當前高階手持式XRF,採用石墨烯檢測器具體展現能力在:

  • 實現鎳合金中可分析更低鋁(Al)元素的檢測下限(LOD)
  • 在低合金鋼中,能測量低於1000 ppm的矽(Si),速度更快,精度更高
  • 測量低合金鋼中磷(P)和硫(S)低於0.035%
  • 鋁合金中檢測鎂元素(0.53%鎂,只需3秒鐘在Beam 2)速度更快

如果您需要測量鋼中的硫(S)和磷(P),手持式XRF最適合這項工作。但是,帶有UV探頭的Compact HLC也可以執行此任務,但若您是要分析鋼中的碳(C)和氮(N),UV探頭的CompactPort HLC是市場唯一能執行此任務的OES。

有低合金鋼嗎?

  • 低合金鋼檢測
    要準確測量工具鋼和低合金鋼,OES是最好技術,這意味著CompactPort HLC是最佳儀器選擇。在許多情況下,手持式XRF可以提供非常好結果,而手持式LIBS也可以幫助那些需要這些合金類別快速鑑別,但移動式OES提供最低檢測下限(最準確結果)。

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