Measurement of composite surface contamination using the Agilent 4100 ExoScan FTIR with diffuse reflectance sampling interface

Aplikace | 2015 | Agilent TechnologiesInstrumentace
FTIR Spektroskopie
Zaměření
Materiálová analýza
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Analýza kontaminace povrchů kompozitů je klíčová pro zajištění pevnosti lepených spojů a spolehlivosti oprav. Malé zbytky silikonů a hydrokarbonů mohou významně snížit účinnost lepidel a zkrátit životnost kompozitních dílů.

Cíle a přehled studie


Cílem studie bylo ověřit možnosti přenosného FTIR spektrometru Agilent 4100 ExoScan s difúzním reflektančním rozhraním pro rychlé a neinvazivní stanovení silikonových a hydraulických kontaminantů na karbon-epoxidových kompozitech v reálném provozním prostředí.

Použitá metodika a instrumentace


Spektrometr Agilent 4100 ExoScan FTIR byl vybaven difúzním reflektančním sampling interface, který soustřeďuje rozptýlené infračervené světlo kolmo na povrch vzorku. Parametry měření:
  • Rozlišení: 8 cm−1
  • Počet součtů: 128 scanů
  • Čas měření: cca 30 sekund na vzorek
  • Standardní koncentrace silikonů: 0, 40, 78 a 300 µg/cm2
  • Hydraulický olej: nasycení vzorků a následné plazmové čištění ve třech režimech energie

Hlavní výsledky a diskuse


FTIR spektra silikonového kontaminantu vykazovala čtyři charakteristické pásy na 800, 1018, 1095 a 1260 cm−1. Při reflexním měření se tyto signály projevily jako negativní, což je běžné u silně absorbujících vzorků. Kalibrací negativní plochy pásu 800 cm−1 byla stanovena přibližná mez detekce kolem 10 µg/cm2. U hydraulického oleje byly identifikovány středo-IR pásy CH-strečinku (2930 cm−1) a C=O (1730 cm−1). Plazmové čištění odhalilo tři scénáře:
  • Nedostatečné odstranění (zbytkové pásy ve spektru)
  • Optimální čištění (absence spektrálních rysů oleje)
  • Nadměrné čištění (poškození epoxidového podkladu, chybějící epoxidový signál)

Přínosy a praktické využití metody


  • Rychlá in situ detekce kontaminantů bez nutnosti odběru vzorků
  • Nenáročné a nezpůsobující mechanické poškození kompozitu
  • Hodnocení účinnosti čisticích procesů (plazmové čištění)
  • Vysoká opakovatelnost a stabilita měření díky difúzní reflektanci

Budoucí trendy a možnosti využití


Další vývoj může zahrnovat snížení meze detekce, rozšíření knihovny kontaminantů, integraci do výrobních linek pro on-line monitoring, automatizované mapování povrchové kontaminace a využití algoritmů strojového učení pro rychlou interpretaci naměřených spekter.

Závěr


Přenosný FTIR systém Agilent 4100 ExoScan s difúzním reflektančním rozhraním prokázal schopnost citlivě a rychle detekovat silikonové i hydrokarbonové kontaminanty na povrchu karbon-epoxidových kompozitů. Metoda podporuje zajištění kvality lepených spojů a efektivní ověření čisticích postupů v průmyslové praxi.

Reference


  • John Seelenbinder, Agilent Technologies, Measurement of composite surface contamination using the Agilent 4100 ExoScan FTIR with diffuse reflectance sampling interface, Application note, Publication number 5991-0007EN, 2012/2015

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Molecular Spectroscopy Application eHandbook
Molecular Spectroscopy Application eHandbook
2017|Agilent Technologies|Příručky
Analysis of plasma treated carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites by portable Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)
Quantification of Release Agent on a Carbon-Fiber-Reinforced Polymer using a Hand-Held FTIR
Detection of trace contamination on metal surfaces using the handheld Agilent 4100 ExoScan FTIR