Oxygen Determination in Aluminum

Význam tématu

Stanovení obsahu kyslíku v hliníku je klíčové pro zajištění kvality elektrických vodičů i cílových materiálů pro vakuové nanášení. Oxid hliníku jako nevodivá částice ovlivňuje vodivost drátů a způsobuje kontaminaci při magnetronovém napařování, čímž klesá výtěžnost polovodičových součástek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace je popsat postup měření kyslíku v pevném hliníku metodou vysokoteplotní extrakce s infračervenou detekcí pomocí přístroje LECO ONH836 Series. Studie uvádí optimalizované parametry, přípravu vzorku, kalibraci a typické výsledky pro čisté hliníkové tyče i AlSi slitiny.

Použitá metodika a instrumentace

• Instrument: LECO ONH836 Series pro stanovení O, N, H.
• Příprava vzorku: obroušení povrchových oxidů, vážení 0,25 g (vzorky) nebo 1 g (kalibrace).
• Reaktivní činidla: grafitová tavicí kelímek (776-247), cínové tavidlo (761-739), měděné třísky (501-263).
• Kalibrace: standardní vzorky oceli nebo mědi (LECO, NIST SRM), trojnásobné replikáty blan­ku a kalibračních vzorků.
• Parametry analýzy: tok helia jako nosného plynu, integrační doba 30 s, výkon pece 5000–5800 W, zpoždění 25 s, předžhavení 18 s.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza čistého hliníkového drátu přinesla střední hodnotu 0,00016 % O (s = 0,00003 %), u AlSi slitiny 0,00058 % O (s = 0,00005 %). Výsledky prokazují vysokou opakovatelnost a citlivost metody v rozsahu desítek ppm.

Přínosy a praktické využití metody

• Kontrola kvality vodičů: řízení vodivosti a homogenity materiálu.
• Zlepšení výtěžnosti cílových vrstev pro polovodiče minimalizací kontaminace kyslíkem.
• Rychlá zpětná vazba v laboratorním provozu i výrobním prostředí.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků a rozšíření autoloaderu s ochrannou atmosférou.
• Optimalizace metodiky pro argon jako nosný plyn – délka integrace a nižší výkon pece.
• Integrace s výrobními linek pro on-line monitoring čistoty materiálů.

Závěr

Popisovaná metoda na přístroji LECO ONH836 nabízí přesné, reprodukovatelné a rychlé stanovení kyslíku v hliníku, které je zásadní pro průmyslovou kontrolu kvality a vývoj pokročilých materiálů.

Reference

• LECO Corporation. Oxygen Determination in Aluminum. Inorganic Application Note, Form No. 203-821-459, Rev. 1, 08/2020.