摘要
XRF與LIBS分析儀是市場上常見的金屬材料分析工具,主打快速準確判斷金屬成份及牌號,其宣傳功能越來越強大,例如:手持式鎂鋁合金分析儀,Mg(鎂)檢測能力可達0.02%,手持式XRF可檢測不鏽鋼(碳鋼)中碳元素,能力可達0.01%,能直接能分辨出不鏽鋼L系列,例如:分辨304與304L,或316與316L,這是真的嗎??到底怎麼選擇呢?本文提供手持式金屬分析設備選擇時的評估重點,並針對XRF與LIBS分析儀做優劣比較,提供相關的應用產業,協助讀者找到合適的設備。
常見9種金屬材料分析工具
金屬材料分析工具的需求者有:金屬冶煉、金屬材料加工、金屬回收商、與金屬工件使用者 (包含:石化廠,化學工廠,汽車,五金,緊固件,扣具,航太,船舶,機械設備….等),可以使用金屬牌號快篩鑑別的工具如下:
- 砂輪機火花分析法
- 藥水滴定法
- 手持式XRF螢光分析儀
- 手持式LIBS雷射誘導擊穿光譜
- 手持SPARK-OES火花金屬分光儀
- 輝光放電質譜儀(GDMS)
- 電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-OES)
- 掃描電子顯微鏡和能譜分析儀(SEM+EDS)
- 碳硫分析儀
選購手持(攜帶)合金分析儀的7大重點整理
要如何選擇符合應用需求的合金分析儀設備,我司認為在選擇上需要考量要點有:
- 元素範圍:是否要分析碳(C)、氮(N)、鎂(Mg)、鋁(Al)、矽(Si)、磷(P)、硫(S)等元
- 數據準確度:檢測精度要在0.0x%或是0.00x%甚至是更精密檢測能力
- 數據穩定度:設備是否有數據再現性,數值準確是運氣還是實力
- 前處理複雜度:樣品是否需要打磨拋光,甚至需要製成特定形狀
- 價格:檢測設備使用頻率與設備效益是否符合價格
- 使用方便性:操作人員是否需要專業訓練
- 代理商能提供的各項服務:是否有其他設備可以協助分析
等綜合評估性價比考量後才會是最適合選擇。
XRF與LIBS兩種手持(攜帶)合金分光儀優缺點比較表
XRF 與LIBS 2種手持(攜帶)型合金金屬成份牌號分析儀優缺點比較表
註1:最大取樣面積,當取樣面積大時,獲得訊號量較多,當目標元素濃度低時,大的取樣面積可以獲得更穩定的訊號。
註2:LIBS使用原子發光光譜,其原理可參考文章連結,部分元素如碳、氮、氧、磷、琉,發光光譜在UV光區間,易被空氣干擾吸收,通常需要在氬氣或真空環境才能測得。
註3:因LIBS取樣面積小,訊號量較低,易受背景值干擾;因碳元素特徵光屬於UV波段,因此必須在氬氣環境中才不會被氧氣吸收,手持設備無法提供穩定的環境,因此分析碳元素時數據穩定性極差。
總結
在評估手持式合金分析儀,建議是依您的應用需求與目標來做評估,除了考量現場使用方便性,還需考慮進料各種金屬材料牌號的差異,設備的準確度與再現性(重複性),避免只注重使用方便,而未考量實際現場需要快速分辨不同形狀成品(半成品)工件與各種相似金屬牌號的誤判,造成事後購買後,無法達到預期效益,投資上的浪費。