元素分析儀在航空航天行業(yè)的應(yīng)用

    飛機(jī)是一種復(fù)雜的交通工具，必須滿足許多要求。首先，它應(yīng)該對乘客、飛行員和所有在它周圍工作的人都是安全的。使用的材料應(yīng)該是低磨損的，并且在不同的氣候條件下都是堅(jiān)固的。此外，整架飛機(jī)的機(jī)械載荷能力必須足夠高，以適應(yīng)大量的起飛和著陸程序。除了安全方面，經(jīng)濟(jì)因素也發(fā)揮了作用。例如，燃料消耗應(yīng)盡可能低，一般來說，購置成本應(yīng)在可承受的范圍內(nèi)。

     用于航空部件的原材料需要滿足許多要求。為了驗(yàn)證所需材料屬性并確保最大安全性，每個部件都經(jīng)過嚴(yán)格的測試。質(zhì)量控制過程的一部分包括機(jī)械性能的測試，如抗拉強(qiáng)度或彈性，以及化學(xué)成分的確定。對航空航天工業(yè)中使用的材料進(jìn)行化學(xué)分析的一個重要部分是測量對材料屬性有重大影響的氣體，如氧氣 (O)、氮?dú)?(N) 和氫氣 (H)。

     鈦是地球上最常見的元素之一，由于其特別的機(jī)械性能，鈦及其合金特別適用于航空航天應(yīng)用。首先，鈦的密度比鋼低60%，這使得鈦成為一種輕質(zhì)材料。低重量導(dǎo)致燃料消耗減少。其次，良好的耐熱和耐腐蝕性確保了長壽命和發(fā)動機(jī)安全性。第三，低脆性和低熱膨脹允許將鈦及其合金與CFRP（碳纖維增強(qiáng)塑料）結(jié)合使用。鈦和鈦合金主要用于飛機(jī)的空氣框架或發(fā)動機(jī)等技術(shù)關(guān)鍵部件。

     盡管有這些優(yōu)勢，但仍需要考慮氧氣、氮?dú)夂蜌錃鈺︹伒臋C(jī)械性能產(chǎn)生的負(fù)面影響。隨著氧濃度的增加，鈦材料變得更硬，更容易產(chǎn)生裂紋。隨著氫含量的增加，鈦材料失去延展性，鈦表面會剝落。

    鑒于原材料的氧、氮和氫含量對飛機(jī)中的安全相關(guān)部件有很大的影響，因此可靠的測量這些元素濃度是至關(guān)重要的。ELTRA的元素分析儀ONH-p以其強(qiáng)大的電極爐和寬量程探測器非常適合測量鋼和鈦樣品中低、高濃度的這些氣體。

     ELTRA的元素分析儀ONH-p高靈敏度的非色散紅外檢測器和熱導(dǎo)檢測器能夠檢測從極低ppm到高百分含量的元素含量，給出可靠的結(jié)果。ONH-p的電極爐，也稱為脈沖爐，在高達(dá)3000°C的溫度下熔化鈦樣品，感應(yīng)功率高達(dá)8.5 kw。 ONH-p可以處理任何固體形狀的樣品，如棒狀、粉末狀以及顆粒狀材料都能很好的應(yīng)用，可以直接分析重量高達(dá)2000mg的顆粒樣品。ONH-p符合所有相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，易于操作，維護(hù)方便。

     其工作原理為將樣品稱量后放入進(jìn)樣口。用載氣脫氣以防止大氣氣體(氧氣和氮?dú)?進(jìn)入爐膛。 石墨坩堝在分析儀的脈沖爐中脫氣，以減少可能的污染(如殘余氫)。儀器穩(wěn)定后，鈦樣品被投入坩堝中并熔化。一氧化碳是由石墨坩堝中的碳與樣品中的氧反應(yīng)而產(chǎn)生的，并釋放氫氣和氮?dú)廪D(zhuǎn)化為元素形式。載氣(氦氣)和樣品氣體通過過濾器，然后氧化銅催化劑將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳。 二氧化碳是通過紅外檢測器來測定氧含量的。用化學(xué)方法去除二氧化碳和水，在熱導(dǎo)檢測器中測量氮含量。在氫氣分析的情況下，載氣氮?dú)庖约皹悠窔怏w通過舒茨試劑而不是氧化銅催化劑。作為另外一種選擇，經(jīng)濟(jì)型的氬氣可以用來測定分析過程中的氧和氮含量。