فناوری‌های تشخیص خلوص برای فلزات با خلوص بالا

در ادامه، تحلیل جامعی از جدیدترین فناوری‌ها، دقت، هزینه‌ها و سناریوهای کاربردی ارائه شده است:

۱. جدیدترین فناوری‌های تشخیص

1. ‎‏‎ ...فناوری اتصال ICP-MS/MS‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...اصل‌: با استفاده از طیف‌سنجی جرمی پشت سر هم (MS/MS) برای حذف تداخل ماتریس، همراه با پیش‌تیمار بهینه (مثلاً هضم اسیدی یا انحلال مایکروویو)، امکان تشخیص مقادیر ناچیز ناخالصی‌های فلزی و شبه‌فلزی در سطح ppb را فراهم می‌کند.
• ‎‏‎ ...دقتحد تشخیص پایین۰.۱ پی پی بیمناسب برای فلزات فوق خالص (خلوص ≥99.999%)
• ‎‏‎ ...هزینههزینه بالای تجهیزات (~۲۸۵۰۰۰–۲۸۵۰۰۰–۷۱۴۰۰۰ دلار آمریکابا الزامات نگهداری و عملیاتی دشوار

1. ‎‏‎ ...دستگاه ICP-OES با وضوح بالا‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...اصلبا تجزیه و تحلیل طیف‌های نشری مختص عنصر که توسط تحریک پلاسما تولید می‌شوند، ناخالصی‌ها را کمّی‌سازی می‌کند.
• ‎‏‎ ...دقتناخالصی‌های در سطح ppm را با محدوده خطی وسیعی (۵-۶ مرتبه بزرگی) تشخیص می‌دهد، اگرچه ممکن است تداخل ماتریسی رخ دهد.
• ‎‏‎ ...هزینههزینه تجهیزات متوسط ​​(~۱۴۳۰۰۰–۱۴۳۰۰۰–۲۸۶۰۰۰ دلار آمریکاایده‌آل برای فلزات با خلوص بالا (99.9%-99.99%) که معمولاً در آزمایش‌های دسته‌ای استفاده می‌شوند.

1. ‎‏‎ ...طیف‌سنجی جرمی تخلیه تابشی (GD-MS)‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...اصلسطوح نمونه جامد را مستقیماً یونیزه می‌کند تا از آلودگی محلول جلوگیری شود و تجزیه و تحلیل فراوانی ایزوتوپ را امکان‌پذیر سازد.
• ‎‏‎ ...دقترسیدن به محدودیت‌های تشخیصسطح pptبرای فلزات فوق خالص در سطح نیمه‌هادی (با خلوص ≥99.9999%) طراحی شده است.
• ‎‏‎ ...هزینهبسیار بالا (> ۷۱۴۰۰۰ دلار آمریکامحدود به آزمایشگاه‌های پیشرفته.

1. ‎‏‎ ...طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس درجا (XPS)‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...اصلحالت‌های شیمیایی سطح را برای تشخیص لایه‌های اکسید یا فازهای ناخالصی تجزیه و تحلیل می‌کند.78
• ‎‏‎ ...دقتوضوح عمق در مقیاس نانو اما محدود به آنالیز سطح.
• ‎‏‎ ...هزینهزیاد (حدود ۴۲۹۰۰۰ دلار آمریکابا نگهداری پیچیده.

دوم. راهکارهای تشخیص پیشنهادی

بر اساس نوع فلز، درجه خلوص و بودجه، ترکیبات زیر توصیه می‌شوند:

1. ‎‏‎ ...فلزات فوق خالص (>99.999%)‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...فناوری‎: ICP-MS/MS + GD-MS‌۱۴
• ‎‏‎ ...مزایا‌: ناخالصی‌های ناچیز و آنالیز ایزوتوپ را با بالاترین دقت پوشش می‌دهد.
• ‎‏‎ ...کاربردهامواد نیمه‌رسانا، اهداف کندوپاش.

1. ‎‏‎ ...فلزات استاندارد با خلوص بالا (99.9٪ - 99.99٪)‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...فناوری‎: ICP-OES + تیتراسیون شیمیایی ‎24
• ‎‏‎ ...مزایامقرون به صرفه (مجموع ~ ۲۱۴۰۰۰ دلار آمریکااز تشخیص سریع چند عنصری پشتیبانی می‌کند.
• ‎‏‎ ...کاربردهاقلع، مس و غیره با خلوص بالای صنعتی

1. ‎‏‎ ...فلزات گرانبها (طلا، نقره، پلاتین)‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...فناوری‎: XRF + سنجش آتش‌نشانی ‎68
• ‎‏‎ ...مزایاغربالگری غیرمخرب (XRF) همراه با اعتبارسنجی شیمیایی با دقت بالا؛ هزینه کل~۷۱۰۰۰–۷۱۰۰۰–۱۴۳۰۰۰ دلار آمریکا‎‏‎ ...
• ‎‏‎ ...کاربردهاجواهرات، شمش یا مواردی که نیاز به نمونه‌برداری بی‌نقص دارند.

1. ‎‏‎ ...کاربردهای حساس به هزینه‎‏‎ ...

• ‎‏‎ ...فناوریتیتراسیون شیمیایی + رسانایی/آنالیز حرارتی‌۲۴
• ‎‏‎ ...مزایا: هزینه کلکمتر از ۲۹۰۰۰ دلار آمریکامناسب برای شرکت‌های کوچک و متوسط ​​یا غربالگری اولیه.
• ‎‏‎ ...کاربردهابازرسی مواد اولیه یا کنترل کیفیت در محل.

راهنمای مقایسه و انتخاب فناوری

خلاصه

• ‎‏‎ ...اولویت دقت‌: ICP-MS/MS یا GD-MS برای فلزات با خلوص فوق‌العاده بالا، که نیاز به بودجه قابل توجهی دارد.
• ‎‏‎ ...مقرون به صرفه بودن متوازن‌: ICP-OES همراه با روش‌های شیمیایی برای کاربردهای صنعتی معمول.
• ‎‏‎ ...نیازهای غیر مخرب‎: XRF + سنجش آتش برای فلزات گرانبها.
• ‎‏‎ ...محدودیت‌های بودجهتیتراسیون شیمیایی همراه با آنالیز رسانایی/حرارتی برای SMEها