LIBS、XRF或OES - 光譜儀選型指南 光譜儀應用

無法確定最適合您金屬分析需求的元素分析儀類型？

日立分析儀器的Mikko J?rvikivi提供了選型指南，推薦幾款不同技術的設備用于金屬分析。

近年來，材料分析領域發生了迅猛變化。例如光學發射光譜（OES）、X射線熒光（XRF）和激光誘導擊穿光譜（LIBS）等技術的持續發展與應用為各行各業的公司帶來便捷。

無論是質量保證/質量控制流程（QA/QC）、材料分揀、材料可靠性鑒定（PMI）還是科學分析，都有對應設備可供您在現場和移動中進行材料檢測。

許多公司會問：哪種技術適合我們？

下面我們來分別描述一下日立分析儀器LIBS、XRF或OES

OES、XRF和LIBS是非常通用的三種技術，特別是在識別金屬時，它們的功能較多。但這三種技術的工作方式各不相同，也有各自的優勢和缺陷。此外，不存在一種儀器能滿足從**痕量元素分析到合金快速分揀的所有需求。

發射光譜技術-（OES）

使用OES時，能采用電能激發樣品中的分子；它能產生兩種形式的電火花： 一種為電弧，它是一種類似于雷擊的開/關事件；另一種為火花，它是由開關電極電壓引起的一系列多放電事件。雖然OES分析只能在金屬上進行，但這并不表示它不能測量非金屬元素。在實際應用中，OES在測量鋼鐵中的碳、硼、磷和氮時有著優越性能。OES設備能為所有檢測限極低的重要元素提供***別的**度。但電能會在樣品上留下灼燒痕跡。與LIBS或XRF相比，OES設備將使用更多的能量，并且除使用電弧探針外，它還需使用氬氣罐。

OES在測量鋼鐵中的碳、硼、磷和氮時有著優越性能。

X射線熒光技術 - XRF

XRF使用X射線激發樣品表面的分子，而非激光能量，它已在便攜式和后來的手持式材料分析儀領域應用了40多年。

初級X射線由光源產生并指向樣品表面。當光束撞擊樣品中的原子時，它們通過產生由檢測器收集并處理的次級X射線的方式發生反應。使用XRF技術時，由于不會破壞材料上的原子、離子和電子，因此，樣品將完好無損。這表明XRF是一種無損材料分析技術，這種特性使得它能在不損壞樣品的情況下測試產品、零件和組件，這在航空航天和汽車等行業至關重要。XRF分析儀對**分析化學成分非常重要，包括識別痕量和雜質元素。

此外，XRF也可用于分析溫度很高的樣品，如煉油廠或發電廠的工藝流程組件。XRF幾乎可以測量任何類型的樣品，包括導電和非導電物質、金屬和非金屬以及粒狀和液體形式樣品，如土壤和燃油。

激光誘導擊穿光譜技術 - LIBS

LIBS是目前為止***的技術，近年來，它取得了**的進展。隨著激光二極管的不斷發展，現在已經能成功地將小而強的激光束發射到樣品表面上。物體表面上的微量物質受到激光耗散

后，形成由樣品分子組成的高能等離子體。當等離子體冷卻下來時，樣品中的每個元素都會發出其特征波長，接著通過光纜收集光波長。

LIBS技術的關鍵優勢是速度非常快：只需一秒鐘即可完成測試。該技術特別適用于測量鋁合金，因此，它也特別適用于分揀廢

金屬。樣品可以為導電的或不導電的金屬，但是在測試之前需要清除固體表面的污垢和污染物。雖然LIBS將在樣品上留下少量激光灼痕，但這通常被視為表面粗糙，而非產品缺陷，這表明LIBS實際上是一種無損技術。

您需要測試什么？

粗略了解每種技術如何運作是一個有用的出發點，但選擇哪一種技術將取決于其他幾個因素，包括需要分析的內容、需要分析的原因、所需的準確度、需要分析的化學過程，以及即將進行測量的位置等。

測試金屬

對于通用金屬檢測來說，這三種技術均適用且值得信賴，而且三種技術均具有便攜式設備。來自日立分析儀器的Vulcan系列手持式LIBS分析儀是一種市場上非常流行的新型解決方案。Vulcan的尺寸和形狀與無繩鉆頭相似，專為惡劣環境而設計，例如廢品場和工廠，它在一般金屬識別和分揀方面非常有效。Vulcan速度極快，能在一秒鐘內完成檢測，尤其適用于鋁合金，此外，它也能為其他幾種合金（如鋼）提供準確的牌號鑒定。

X-MET8000是日立分析儀器生產的另一種手持式分析儀，其使用XRF技術。它與Vulcan形狀相同，兩者同樣堅固耐用而且具有多種用途。X-MET能為各種合金（包括鋼、鎳合金、銅、鋁合金等）提供**的化學組成和牌號鑒定。它帶有可選的保護性Hero窗口，能適用于高達400 ℃溫度下的樣品測量 。這種特性使得它在現場測試、質量控制和控制熱金屬處理以及玻璃等物質的生產線方面極為便捷。在分析元素周期表中鎂以下的元素時，一般需要使用OES技術，日立分析儀器的便攜式OES解決方案PMI-Master-Smart能滿足普遍需求。由于它具有非常低的碳氮等（用于提高鋼的硬度和其他物理因素）元素檢出限，因此，它非常適用于金屬行業的高精度材料可靠性鑒定。這也是認證金屬部件的**工具，例如化工、石油化工和發電廠的壓縮和儲罐、管道和化學試管。如材料必須耐受高溫和高壓以及腐蝕性物質，則必須滿足100％材料可靠性鑒定，直讀光譜儀PMI-Master Smart就是專為此應用而設計的。