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失效分析系列：金属成分分析

时间：2022-05-19 16:51:27 来源：上海机器人产业技术研究院作者：小R

失效分析是通过对现场使用失效样品、可靠性试验失效样品或筛选失效样品的检测与剖解分析，得出失效模式和失效机理并准确判断失效原因，为采取相应的改进措施迅速提高产品的可靠性提供科学依据。无论哪种失效模式，产品的机构设计、材料选择往往是引起失效的关键因素，材料成分分析往往是失效方案中不可缺少的一项重要测试。今天就来扒一扒金属材料的化学成分分析。

“巧妇难为无米之炊”，上海机器人产业技术研究院针对不同类型的金属材料，配备了各类大型精密仪器，以支撑金属材料及其制品的化学成分分析。

▍仪器介绍

● X射线荧光光谱仪（ED-XRF）

主要设备参数

1、检测范围：11号元素Na~92号元素U

2、设备优势：重复性＜3%；稳定性＜5%；线性误差：±5%；检出限≤30mg/Kg

适用材料类型

适合块状或粉末状样品测试；可实现全元素扫描，定性半定量分析

可执行标准

GB/T 31364 能量色散X射线荧光光谱仪主要性能测试方法

●直读光谱仪

主要设备参数

1、配置基体：Fe基（28种元素）；Al基（25种）,Cu（26种）；

2、分析范围：ppm级~99.99%

适用材料类型

钢铁、铝、铜三种金属及其合金中极微量至高含量的宽广范围的成分分析

可执行标准

GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢　多元素含量的测定　火花放电原子发射光谱法(常规法)；

GB/T 11170不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法 B；

GB/T 7999 铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法；

GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分；

YS/T 482 铜及铜合金分析方法光电发射光谱法；

YS/T 464 阴极铜直读光谱分析方法；

● X射线能谱仪（EDS）

主要设备参数

1、分析元素范围：11号元素Li~92号铀(U)

2、设备优点：用于微区及表面元素的定性及半定量分析，可实现全元素扫描，可进行元素的面、线、点分布分析

适用材料类型

各类固体金属材料及其制品（块状或粉末状）

可执行标准

JY/T 010 分析型扫描电子显微镜方法通则GB/T 17359 微束分析能谱法定量分析；

GB/T 11685 半导体X射线探测器系统和半导体X射线能谱仪的测量方法

● 电感耦合等离子体荧光光谱仪（ICP-OES）

主要设备参数

1、检测范围：3号锂(Li)-92号铀(U)

2、设备优势：精密度：测定1ppm或10ppm多元素混合标准溶液，重复测定十次的RSD≤0.5%；稳定性：测定1ppm

适用材料类型

主要适用于痕量元素的定性定量分析：

1、Fe,Cu,Al中的痕量元素；

2、贵金属（Pt,Au,Ag)中杂质元素分析；

合金中的元素分析

3、合金中的元素分析

可执行标准

SN/T 2718 不锈钢化学成分测定电感耦合等离子体原子发射光谱法；GB/T20125低合金钢多素的测定电感耦合等离子体发射光谱法；

GB/T 5121.27 铜及铜合金电感耦合等离子原子发射光谱法；SN/T3343 不锈钢中锰、磷、硅、铬、镍、铜、钼和钛含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法；

GB/T 5121.1 铜及铜合金化学分析方法第1部分：铜含量的测定；

GB/T 36244 电感耦合等离子体原子发射光谱仪；

GB/T 23942化学试剂.电感耦合等离子体原子发射光谱法通则

▍成分分析设备一览

图1：X射线荧光光谱仪（ED-XRF）

图2：直读光谱仪

图3：X射线能谱仪（EDS）

图4：电感耦合等离子体荧光光谱仪（ICP-OES）

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