PHÂN TÍCH NITO TRONG THÉP HỢP KIM THẤP BẰNG MÁY QUANG PHỔ PHÁT XẠ PDA-7000

Mỗi chủng loại thép có nhiều mác thép khác nhau. Các mác thép khác nhau về đặc điểm vật lý và hóa học do có sự điều chỉnh về thành phần và tỉ lệ nguyên vật liệu được thêm vào trong quá trình sản xuất. Các nhà sản xuất kiểm soát tỉ lệ tham gia của các nguyên tố này nhằm tạo ra các mác thép như ý muốn.

Tuy có hàm lượng rất nhỏ nhưng Nito lại có vai trò rất quan trọng - đặt biệt là đối với thép hợp kim thấp; khi hàm lượng Cacbon thấp sẽ giảm tính bền của thép, Nito được thêm vào trong trường hợp này để tăng thêm độ bền cho thép. Do vậy, phân tích Nito trong các vật liệu thép là một nhu cầu cần thiết.

Như ta đã biết, bước sóng phổ của Nito là 149,262nm; của Sắt là 149,25nm; và của Crôm là 149,298nm, chính vì vậy việc phân tích Nito trong thép là rất khó khăn. Do các nguyên tố này có bước sóng khá gần nhau nên dẫn đến khi phân tích thành phần của các nguyên tố trong thép hợp kim thấp kết quả phân tích Nito sẽ bị ảnh hưởng dẫn đến sự sai lệch của kết quả. Hai hình ảnh bên dưới sẽ giải thích rõ hơn cho chúng ta về điều này.

Ở hai đồ thị trên:

• Đường màu hồng biểu cường độ tín hiệu phổ của Sắt.
• Đường màu xanh lam biểu thị cường độ tín hiệu phổ của Nito.
• Đường màu xanh lá cây biểu thị cường độ tín hiệu của Crôm.

Trong quá trình phân tích thực nghiệm, các kỹ sư Shimadzu nhận thấy khi cả 3 nguyên tố Sắt, Nito và Crôm sử dụng đường phổ bậc 1 thì Nito bị ảnh hưởng của hai nguyên tố Sắt và Crôm do độ phân giải thấp nên không thể phân tách rõ rệt các đỉnh phổ với nhau. Ngược lại, khi thay đổi sang đường phổ bậc hai với độ phân giải cao hơn thì các đỉnh phổ đã được phân tách rõ ràng.

Dựa vào các ảnh hưởng của các nguyên tố khác đối với Nito khi phân tích thép hợp kim thấp cũng như ảnh hưởng của các bậc phổ, các kỹ sư Shimadzu đã đưa ra các cải tiến sau để giảm bớt cũng như hạn chế sự ảnh hưởng này.

• Sử dụng đầu thu tín hiệu có độ nhạy cao

Hình trên mô tả mối tương quan giữa cường độ tín hiệu phổ / bước sóng khi sử dụng đầu thu tín hiệu loại thường và loại đặc biệt có độ nhạy cao, khả năng nhận biết tín hiệu của loại đặc biệt tốt hơn hẳn so với loại thường. Trong đó đường màu đen nét liền là biểu thị cho loại đầu thu tín hiệu đặc biệt, đường màu đen ngắt quãng biểu thị cho loại đầu thu thường.

• Tăng năng lượng khi phân tích

Năng lượng khi tiến hành phân tích mẫu cũng đã được cân nhắc tăng lên gấp 5 lần so với điều kiện thường để tăng mức độ tín hiệu có thể thu được.

Đồ thị đường cong chuẩn của Nito khi áp dụng hai điều kiện trên.

Biểu đồ trên là kết quả phân tích độ lặp của mẫu chuẩn trong chín ngày – phân tích mẫu chuẩn 3 điểm/mẫu/ngày (sử dụng đường cong chuẩn được xây dựng ở hai điều kiện trên).

Với sự dao động là rất nhỏ: 0,0036 ± 0,0002  khi phân tích thành phần Nito trong thép hợp kim thấp.

Kết quả trên chứng minh rằng phương pháp sử dụng máy Quang phổ Shimadzu PDA-7000 rất ổn định và đã giải quyết được bài toán phân tích Nito trong các vật liệu thép mà trước đây rất khó để thực hiện bằng các dòng máy quang phổ khác.

Nguồn: ETA