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Optical Emission Spectrometry를 이용한 알루미늄 합금의 원소 성분 분석

Bruker AXS의 'Optical Emission Spectrometry를 이용한 알루미늄 합금의 원소 성분 분석'에 관한 응용자료의 주요 내용은 다음과 같다.

Q4 POLO는 낮은 운용비와 고정밀 분석 기능을 결합한 소형 스파크 광학 방출 분광기이다. 광범위한 범위의 다양한 원소를 설치 후 바로 분석할 수 있는 솔루션이다. Q4 POLO는 오랜 수명, 낮은 유지 보수 및 편리한 작동을 제공한다.

Optical Emission Spectrometry(광방출 분광법)
넓은 의미에서, Optical Emission Spectrometry(광방출 분광법)는 광원으로서 유도 결합 플라즈마(ICP)를 사용하는 ICP광방출 분광법을 포함한다. 그러나, "광방출 분광법" 및 "광전 광방출 분광법"이라는 용어는 일반적으로 여기 방전을 발생시키기 위해 스파크 방전, 직류 아크 방전 또는 글로우 방전을 이용한 광방출 분광법을 의미한다.

광방출 분광법은 전극과 금속 시료 사이에 발생하는 스파크 형태의 전기 에너지를 가하는 것으로, 기화된 원자는 소위 "방전 플라즈마" 내에서 높은 에너지 상태로 전환된다. 방전 플라즈마 내의 이러한 들뜬 원자와 이온은 각 원소의 고유한 방출 스펙트럼을 생성한다. 이 빛은 대상원소의 방출 스펙트럼을 추출하기 위해 회절 격자에 의해 분리된다. 검출기는 각 원소에 대해 추출된 스펙트럼의 유무와 스펙트럼의 강도를 측정하여 원소의 정량, 정성 분석을 수행한다.

알루미늄 합금의 원소 성분 분석
알루미늄 합금은 부드럽고 가벼운 물리적 특성을 가진 합금으로 광범위한 용도에 활용된다. 알루미늄 합금의 우수한 열전달율, 내식성, 높은 강도 덕분에 주로 항공우주산업, 자동차산업, 해양산업 등에 사용된다. 알루미늄 합금을 이루는 주요원소인 알루미늄, 규소, 마그네슘, 티타늄 등은 파장영역이 낮은 경원소로서 검출에 필요한 충분한 스펙트럼의 강도를 얻기 위해서는 스파크 방전이 가장 이상적이다.

Spark Optical Emission Spectrometer BRUKER Q4 POLO
Q4 POLO는 모든 알루미늄 합금의 정확한 분석을 위한 이상적인 도구이다. 최적화된 새로운 MultiVision™ 광학기는 주요 화학 원소를 모니터링하고, 다른 미량 원소를 측정하며 모든 관련 합금 원소에 대해 신뢰할 수 있는 결과를 제공한다. BRUKER만의 Advanced CCD 검출기는 화학물질 도포를 배제하여 장시간 사용에도 성능 저하 없이 뛰어난 감도를 유지한다. Q4 POLO는 모든 구성품을 효율적으로 배치하여 컴팩트한 공간에서도 사용 가능한 작지만 강력한 분석장비이다.

알루미늄 합금 성분 측정

시료 전처리
용해된 알루미늄 합금 시료는 용해로 전체를 대표할 수 있게 샘플링되어야 하며, 냉각 주조 디스크를 생성하기 위한 금형에 주입한다. 시료는 평평하고 균일한 표면을 가지도록 밀링머신을 통해 가공한다.

보정
분석기는 보정 인증표준물질(Certified Reference Material, CRM)을 통해 검증, 보정한다. Q4 POLO 소프트웨어의 보정 기능을 통해 간편하고 빠르게 분석기를 보정할 수 있다.

측정
Q4 POLO의 시료 측정은 일반적으로 30초 이내에 완료된다. 전처리된 시료를 시료거치대에 올려놓은 뒤 분석 버튼만 누르면 디스플레이에 시료에 함유된 각 원소들의 정량값이 출력된다. 다회 분석 시에는 평균값과 표준편차 및 상대표준편차가 표기된다.

분석결과
RM 121/02-Al110(low alloys)


결론
Q4 POLO는 낮은 운용비와 고정밀 분석 기능을 결합한 소형 스파크 광학 방출 분광기이다. 광범위한 범위의 다양한 원소를 설치 후 바로 분석할 수 있는 솔루션이다. Q4 POLO는 오랜 수명, 낮은 유지 보수 및 편리한 작동을 제공한다.

Bruker AXS의 'Q4 POLO'에 대한 상세한 내용은 Reference(참고자료)를 통하여 확인할 수 있다.

참고문헌(자료출처): Optical Emission Spectroscopy. Irving P. Herman, in Optical Diagnostics for Thin Film Processing, 1996
Model Name(모델명): Q4 POLO
The Person in Charge(담당자): Lee Jaeyun
Maker(제조사): Bruker AXS
Country of Origin(원산지): Germany
Mail inquiry: jaeyun.lee@dksh.com
Data Services(자료제공): DKSH Korea

<이 기사는 사이언스21 매거진 2022년 11월호에 게재 되었습니다.>

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