應(yīng)用案例 | 使用元素分析儀測試金屬中的氫含量

時間：2024/3/6閱讀：174

元素分析儀測試

金屬中的氫含量

近年來在汽車制造、航空及宇航工業(yè)上所使用的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼, 在低于斷裂強(qiáng)度拉伸應(yīng)力的持續(xù)作用下，材料經(jīng)過一段時期后會突然脆斷，稱為滯后破壞。研究表明這是由于金屬中低含量的氫所引起的, 類似現(xiàn)象在鈦合金、鋁合金、甚至鎳基高溫合金中也有發(fā)生。因此有必要對金屬的氫脆問題進(jìn)行深入的研究及預(yù)防。

氫脆是指金屬材料在冶煉、加工、熱處理、酸洗和電鍍等過程中，或在含氫介質(zhì)中長期使用時，材料由于吸氫或氫滲而造成機(jī)械性能嚴(yán)重退化，發(fā)生脆斷的現(xiàn)象。

利用元素分析儀直接檢測材料中的氫元素含量是分析氫脆的一種方法。

樣品準(zhǔn)備

Sample Preparation

將樣品切割或粉粹成1g大小左右的顆粒，該樣品為高輕度不銹鋼。
清除樣品表面的污染。

儀器設(shè)備

Instrument

ELEMENTRAC ONH系列采用惰性氣體熔融技術(shù)，將樣品在脈沖爐中加熱超過3000℃，用紅外吸收法測定氧含量，熱導(dǎo)法測定氮和氫含量。

ELEMENTRAC ONH系列可以單獨(dú)測定無機(jī)樣品中的氧(O)、氮(N)、氫(H)，或者氧氫(OH)、氧氮(ON)、 ONH(氧氮?dú)?任意組合。對無機(jī)樣品中的氧、氮、氫元素進(jìn)行精確可靠的分析。

ELEMENTRAC ONH分析儀具有以下優(yōu)勢：

（1）封閉氣體系統(tǒng)降低載氣消耗，同時提供高靈敏度

（2）可使用更為經(jīng)濟(jì)的氬氣作為載氣

（3）分析時間短

（4）可搭配自動進(jìn)樣器和自動清掃除塵功能

（5）不需要折疊鎳囊

（6）直接分析樣品量高達(dá)2000mg

（7）維護(hù)保養(yǎng)方便以及低損耗

試驗(yàn)原理

Test Principle

樣品中的氧氮?dú)渫ㄟ^高溫加熱被釋放出來。氧轉(zhuǎn)化為 CO，催化劑將 CO 氧化成CO2。紅外檢測池用于檢測出CO2 的含量， N和H的含量則通過熱導(dǎo)池測出。
分析過程中的化學(xué)反應(yīng)：
（1）OH 模式：
a) N2 作載氣，樣品釋放出CO, CO2, N2 和H2
b) CO 被催化氧化為CO2
c) CO2 在紅外池中檢測
d) CO2 檢測完之后，被補(bǔ)集器除去，只留下H2 和載氣N2
e) H2 在熱導(dǎo)池中檢測

（2） ON 模式：
a) He 或Ar 作為載氣，樣品釋放出CO, CO2, N2 和H2
b) 在催化爐中， CO 氧化為CO2， H2 氧化為H2O。水通過水補(bǔ)集器被除去
c) CO2 在紅外池中檢測
d) CO2 檢測完之后，被補(bǔ)集器除去，只留下N2 和載氣（He 或Ar）
e) N2 在熱導(dǎo)池中檢測