EDXRF analysis of cast iron composition with ARL QUANT’X Spectrometer

Význam tématu

Charakterizace slitin litiny je klíčová pro průmyslovou výrobu a kontrolu kvality. Obsah uhlíku zásadně ovlivňuje mechanické vlastnosti litiny, proto je rychlá a spolehlivá analýza nezbytná.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie je ukázat, že energie-disperzní rentgenová fluorescenční spektrometrie (EDXRF) s ARL QUANT’X dokáže přesně a opakovatelně kvantifikovat složení litiny, včetně obsahu uhlíku, pomocí jednoduchých kalibračních křivek.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky litiny a certifikované referenční materiály VASKUT byly obroušeny Al₂O₃ smirkovým papírem. Analýza probíhala v režimu vakua na spektrometru ARL QUANT’X vybaveném 50W/50kV Rh anódou, kolečkem s 9 filtry a detektorem SDD500G s ultra-tenkým graphene oknem (0,9 μm), které umožňuje detekci prvků od C po Am.

Podmínky měření

Během analýzy byly použity dva režimy:

• Low Za: 4 kV, bez filtru, živý čas 600 s – detekce C, Si, P, S.
• Mid Za: 16 kV, tenký Pd filtr, živý čas 120 s – detekce Cr, Mn, Fe, Ni.

Hlavní výsledky a diskuse

Pro většinu prvků byla pozorována lineární závislost intenzity na koncentraci s korelačním koeficientem R² > 0,99 a nízkými RMSE. U prvků Si a Ni byla nutná jedna matriční korekce. Uhlík se analyzoval v energetickém rozsahu 0,16–0,38 keV s RMSE 0,16 % w/w. Krátkodobá opakovatelnost měření při živých časech od 20 s do 600 s prokázala absolutní odchylky menší než 0,1 % a nízké hodnoty 1σ.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda EDXRF je nedestruktivní, rychlá a umožňuje simultánní kvantifikaci více prvků včetně uhlíku. Jednoduchá kalibrace a minimální potřeba matričních korekcí zkracují dobu analýzy a zvyšují produktivitu laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj detektorových oken umožní snazší detekci nízkoenergetických prvků. Integrace EDXRF do on-line procesních analyzátorů přinese kontrolu výroby v reálném čase. Metoda má potenciál pro rozšíření na další kovové slitiny i environmentální vzorky.

Závěr

Spektrometr ARL QUANT’X s detektorem SDD500G prokázal schopnost přesné a opakovatelné kvantifikace složení litiny, včetně obsahu uhlíku. Výsledky potvrzují rozšíření možností EDXRF analýzy v metalurgii.

Reference

Thermo Fisher Scientific Inc. Application Note AN41968_E; 04/23.