材料元素分析

材料元素分析 是通过识别和量化样品中的化学元素来确定其组成的过程。它测量元素类型和数量,为人们对材料组成的深入理解提供依据,是评估材料性能(重量、强度、耐腐蚀性等)的关键。

通过先进技术 了解材料成分已广泛应用于半导体、冶金、制药和环境科学等领域。这对研究、质量控制和法规遵从至关重要。元素分析是确保材料性能和推动多样化应用创新的基石。

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元素分析用于哪些关键应用领域?

材料元素分析在工业和科研领域具有广泛的应用:

  • 环境分析: 检测空气、水体、土壤及废弃物中的微量元素与污染物,以评估环境影响(包括腐蚀作用)及合规性。
     
  • 材料表征: 研究涂层和层状材料 如矿物成分 ,用于资源勘探(例如稀土元素)和地球化学填图。
     
  • 能源领域: 评估电池(碳基)、燃料电池和可再生能源系统的材料,以提高效率和耐久性。
     
  • 生物医学研究: 研究组织、植入物和医疗器械中的元素分布,用于健康与安全评估。
     
  • 刑侦: 为刑事调查和真实性验证提供材料识别的元素指纹图谱。
     

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元素分析主要检测哪些内容?

元素分析通过测量不同浓度水平的元素,为材料的组成提供深入见解。

指纹分析

指纹分析通过识别材料的独特元素特征,可帮助确定其成分、结构及鉴别特性。该技术对于验证原材料、确保批次一致性以及检测污染或欺诈行为具有不可替代的作用。

通常指纹分析需要定性或半定量结果,对于检测局部缺陷或不均匀性具有重要价值。元素和化合物的检测范围从百万分之一(ppm,若特定技术允许)到百分比(%)级别,这使得指纹分析成为各行业质量控制、材料研发、法医鉴定和失效分析的关键手段。

X 射线荧光光谱(XRF)或元素发射光谱(ICP-OES 或 GDOES)技术可生成用于材料认证、法医调查和防伪检测的光谱或元素分布图谱。

主要成分分析

材料的主要成分分析用于测定材料中的主要元素,通常浓度高于 1%(重量百分比),以确保产品完整性、符合标准要求并优化工艺流程。

ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱)、XRF(X 射线荧光光谱)及碳/硫分析仪等技术可量化金属、陶瓷与半导体中的主体成分,而 GDOES(辉光放电发射光谱)主要针对镀层分析。这些方法在冶金、汽车、光子器件及能源(电池、燃料电池)领域对保障产品质量具有重要作用。

痕量与超痕量(杂质)含量分析

痕量与超痕量含量分析可检测 ppm、ppb 甚至更低浓度水平的杂质微量元素组分,确保材料纯度、安全性与性能表现。

即便是微量的污染也会影响半导体制造、高纯金属、制药及环境监测。ICP-OES 和 氧/氮/氢分析仪等高灵敏度技术可实现对痕量元素的定量分析,在关键应用中识别污染物、掺杂剂及非目标元素。

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HORIBA在元素分析领域提供哪些解决方案?

HORIBA提供多种元素分析仪:

电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)

电感耦合等离子体发射光谱技术(ICP‑OES) 可为液体样品及部分固体(如配备专用附件可分析石墨等)提供高灵敏度元素分析。该方法特别适用于复杂基质(卤水、稀土元素等)中痕量元素的检测,具有高精度和宽动态范围的特点,广泛应用于化学、冶金、能源等领域。

射频辉光放电光谱仪

辉光放电发射光谱技术(GDOES)能够对固体材料进行深度解析分析,测量元素浓度随深度的变化。GDOES 仪器在大学中用于促进具有纳米级及以上涂层的材料开发,在工业中则用于监测光伏器件制造、探究腐蚀成因、评估贵金属成分、控制硬盘或 LED 生产,以及改进锂电池等。

X 射线荧光分析仪

HORIBA X 射线荧光 (XRF) 系统可对固体、粉末和液体进行无损元素分析,最小可检测 10 微米的颗粒。自动化扫描功能支持 10 厘米×10 厘米范围内的精细区域测绘。该系统在电子、采矿、电池与燃料电池及回收等行业中表现卓越,能快速提供经济高效的成分分析。在科研应用方面,XRF 凭借高灵敏度过渡金属检测能力和毫米级测绘功能,某些情况下性能甚至优于 SEM-EDX。

碳/硫分析仪

EMIA 系列分析仪可精确测量无机固体样品中的碳硫含量,对于钢铁及金属生产、大规模金属精炼以及陶瓷行业的质量控制至关重要。该系列分析仪以高灵敏度、精确测量和用户友好操作为特点,确保材料完整性并符合标准法规要求。

氧/氮/氢分析仪

HORIBA EMGA 系列专为测量金属及无机固体材料中的氧、氮和氢含量而设计。该仪器凭借高灵敏度、精确度及用户友好操作特性,广泛应用于冶金(粉末与碎屑)、陶瓷及先进材料行业,确保材料完整性并符合标准规范要求。

油中硫分析仪

HORIBA 提供专用于测量油品、燃料及润滑油中硫含量的硫分析仪。这些仪器有助于确保符合环境法规(例如 ASTM D4294 和 ISO 8754 标准)中关于燃料硫含量的限值规定,广泛应用于石化、汽车及航空工业领域。该设备还可检测低浓度氯元素以防止管道腐蚀(符合 ASTM D4929 标准)。

Ultima Expert
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高分辨率,高灵敏度和高稳定性的电感耦合等离子体发射光谱仪

GD-Profiler 2™辉光放电光谱仪
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用辉光放电光谱仪去发现一个崭新的信息世界

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微区X射线荧光分析仪

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碳硫分析仪

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氧/氮/氢分析仪

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X射线荧光油中硫分析仪

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碳硫分析仪

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