Metalurgia

Metais não ferrosos, como alumínio, cobre e titânio, são materiais funcionais e leves, com excelente condutividade térmica e resistência ao calor, sendo utilizados em diversas aplicações. Oxigênio, hidrogênio e enxofre são adicionados intencionalmente a esses materiais para melhorar suas propriedades. Além disso, a concentração de oxigênio, hidrogênio e carbono, como substâncias estranhas, é controlada para aprimorar a qualidade.

O revestimento de aço desempenha um papel importante na prevenção da corrosão de amostras de aço. Portanto, a compreensão dos revestimentos pode auxiliar na melhoria das propriedades do aço. A fluorescência de raios X (FRX) é uma técnica poderosa para medir a espessura e a composição de revestimentos. Realizamos análises não destrutivas de espessura e composição de revestimento de zinco-níquel sobre aço utilizando o analisador de fluorescência de raios X MESA-50.

Com a crescente sofisticação dos materiais de aço, como gasodutos ou oleodutos, recomenda-se um teor de enxofre inferior a 0,5 ppm. Portanto, torna-se necessária uma análise mais precisa de enxofre em concentrações ultratraço. A análise de enxofre em quantidades mínimas em materiais de aço pode ser feita rapidamente com o método convencional de combustão-absorção infravermelha, porém, o problema é a sensibilidade insuficiente do detector, o que impede a realização de medições precisas.

Embora metais preciosos como Au, Ag, Pt e Pd sejam materiais finitos, eles são essenciais para componentes eletrônicos e materiais funcionais. Portanto, é importante separar e extrair os metais preciosos necessários dos produtos finais e reciclá-los como metais preciosos de alta pureza, a fim de garantir recursos e reduzir custos. As impurezas, que devem ser controladas, incluem elementos leves como carbono, enxofre, oxigênio e nitrogênio. Por exemplo, o ouro (Au) usado em dispositivos eletrônicos deve ter pureza de pelo menos 99,999%.

A técnica EDXRF é utilizada para a análise elementar não apenas de sólidos, mas também de líquidos, como soluções de galvanoplastia, graças a células de amostra dedicadas. Este exemplo específico demonstra a capacidade do MESA-50 para o acompanhamento de banhos eletrolíticos, caracterizando a degradação de banhos de galvanização de Zn-Ni.

Aço inoxidável, titânio (Ti), alumínio (Al) e cobre (Cu) são comumente usados como materiais para impressão 3D em metal, e os clientes expressaram o desejo de poder controlar rapidamente as quantidades de oxigênio (O) e nitrogênio (N) nesses materiais. Por exemplo, se o titânio contiver uma grande quantidade de oxigênio (O), serão produzidos óxidos, o que pode levar a defeitos na peça impressa.

O tamanho das partículas do pó de aço inoxidável 316 é importante para aplicações em produtos finais, como a moldagem por injeção. Nesse processo, o metal não pode obstruir o injetor, portanto, um tamanho uniforme, sem partículas grandes, é essencial. Além disso, o metal deve fundir-se uniformemente em toda a peça moldada para obter o melhor produto final, sendo novamente importante a uniformidade de tamanho e forma.

O tamanho das partículas do pó de titânio é importante para a qualidade da superfície do produto final, para a qualidade e robustez dos revestimentos e para a resistência mecânica dos produtos. Também permite o monitoramento para a eliminação de partículas grandes que podem obstruir os bicos na manufatura aditiva.

Nesta nota, exploraremos brevemente a história da metalurgia do pó e, em seguida, examinaremos a importância da qualidade do pó para a produção de nanomateriais.

A determinação da área superficial específica de pós metálicos é um parâmetro importante no campo da metalurgia do pó. Nesta nota, demonstramos o uso da técnica de Brunauer-Emmett-Teller (BET) para medir outra propriedade crítica de pós metálicos: a área superficial específica (SSA).

Praticamente qualquer metal pode ser transformado em pó por meio de processos como atomização, eletrólise, redução química e moagem. O pó metálico pode então ser usado para fabricar peças com formatos que variam de simples a complexos. A técnica e o estudo desses processos são conhecidos como metalurgia do pó, uma área de estudo bastante familiarizada com a caracterização de partículas. A distribuição de tamanho e a forma das partículas do pó metálico influenciam as propriedades físicas das peças criadas.

Para quantificar de forma rápida e precisa o oxigênio contido como traço de impurezas no cobre.

O EMGA foi projetado para medições precisas do teor de hidrogênio em diferentes tipos de amostras, como metais ferrosos, metais não ferrosos, semicondutores ou materiais eletrônicos. O teor de hidrogênio é extraído por fusão da amostra em gás inerte e analisado por um detector de condutividade térmica de alta sensibilidade. Também é possível evitar a fusão e extrair o hidrogênio da amostra por aquecimento abaixo do ponto de fusão. O objetivo desta nota é explicar quando usar a fusão ou a extração em estado sólido, os benefícios, as aplicações e as amostras.

Esta nota de aplicação demonstrará a relevância do EMGA-920 para medir altos níveis de nitrogênio, determinando simultaneamente baixos níveis de oxigênio com boa precisão.

A natureza penetrante da análise EDXRF permite que amostras multicamadas sejam caracterizadas com uma única medição. Com alta resolução espacial, até mesmo características microscópicas, como as áreas de contato em placas de circuito impresso, podem ser analisadas quanto à composição e espessura das camadas.

Esta nota de aplicação demonstrará a relevância do EMGA-920 para medir altos níveis de nitrogênio, mantendo a precisão necessária para a determinação de oxigênio em AIN.

Neste artigo, apresentamos como nossas microscopias Raman e de fluorescência de raios X podem ser combinadas para lançar luz sobre as origens do universo. Mostramos alguns exemplos em um fragmento de meteorito e em uma inclusão de água em uma matriz de quartzo.

A cada ano, o mercado testemunha uma demanda crescente pela análise do hidrogênio contido em diversos materiais de amostra.

O ferrossilício é adicionado como desoxidante e elemento de liga ao aço, que requer um teor de carbono especialmente baixo. O baixo teor de carbono no ferrossilício diminui a condutividade elétrica e a magnetostrição dos aços elétricos.

O cobre, um metal avermelhado, é maleável, dúctil e um excelente condutor de calor e eletricidade. É amplamente utilizado em fiação elétrica, tubulações de água e peças resistentes à corrosão, tanto puro quanto em ligas como latão e bronze. Carbono e enxofre são considerados impurezas, por isso é importante medir e verificar a pureza do cobre.

Não é necessário coletar amostras — basta fazer as leituras diretamente no local, como em reatores. Coletar amostras durante um processo contínuo pode ser trabalhoso e até perigoso se houver materiais perigosos envolvidos.

Muitas partículas encontradas na mineração são caracterizadas por peneiras. Avanços recentes tornam a análise de imagem viável para amostras com tamanhos maiores que alguns micrômetros de diâmetro. À medida que o tamanho das partículas diminui, a difração a laser torna-se a técnica de escolha.

A fratura hidráulica é utilizada na indústria de petróleo e gás para aumentar o fluxo de petróleo e/ou gás de um poço. Agentes de sustentação (proppants) são bombeados para o poço de petróleo juntamente com o fluido de fraturamento para manter as fissuras abertas. O tamanho, a forma e a resistência mecânica do agente de sustentação influenciam a integridade das fraturas recém-criadas e, consequentemente, o fluxo de petróleo e gás para fora do poço.

Neste trabalho, a elipsometria espectroscópica (EE) foi aplicada com sucesso para caracterizar as propriedades ópticas e as espessuras de camadas de diamante dopadas e não dopadas. A sensibilidade desta técnica permite distinguir a camada dopada da não dopada em uma amostra constituída por uma pilha dessas duas camadas. Além disso, foi detectada uma interface entre as duas camadas. Este trabalho, juntamente com outros relatados anteriormente, demonstra claramente que a elipsometria é a técnica de escolha para a caracterização das propriedades ópticas e estruturais de materiais em camadas, graças à sua sensibilidade e à ampla gama de informações que fornece.