Метод оптической эмиссионной спектрометрии
Атомно-эмиссионная спектрометрия (АЭС/OES): принципы и применение
1. Введение в метод АЭС
Атомно-эмиссионная спектрометрия (АЭС) (или Optical Emission Spectrometry, OES) — один из наиболее востребованных методов многоэлементного анализа благодаря:
- Высокой чувствительности
- Экспрессности (быстрое получение результатов)
- Широкому внедрению современного оборудования
Ограничения метода:
- Зависят от конструкции спектрометра (диапазон длин волн, разрешение, стабильность)
- Требуют гармонизации с источником возбуждения (дуга, искра, индуктивно-связанная плазма в аргоне)
2. Области применения
Наиболее распространенный вариант:
✅ Искровое возбуждение спектра для анализа металлов и сплавов
Основные сферы использования:
- Металлургия (входной, операционный, выходной контроль)
- Контроль качества промышленных сплавов (алюминий, медь, никель, титан)
- Стандартизированные методы (ГОСТ, ASTM, ISO)
Преимущества АЭС перед другими методами:
- Одновременное определение множества элементов
- Анализ малых проб (от 0,05 г)
- Высокая точность в широком диапазоне концентраций
3. Принципы работы АЭС
Этапы анализа:
- Испарение пробы
- Атомизация молекул
- Возбуждение излучения (в ИВС — дуга, искра, плазма)
- Разложение излучения в спектр (спектрографы, монохроматоры)
- Регистрация спектра (ФЭУ, ПЗС-линейки)
- Идентификация линий (качественный анализ)
- Измерение интенсивности (количественный анализ)
- Расчет концентраций по градуировочным кривым
Источники возбуждения (ИВС):
- Электрические разряды (дуга, искра, тлеющий разряд)
- Плазма (ВЧ, СВЧ, индуктивно-связанная)
- Пламя горючих газов
4. Оборудование для АЭС
Типы спектральных приборов:
| Тип прибора | Диспергирующий элемент | Детектор | Применение |
|---|---|---|---|
| Спектрографы | Призмы, дифракционные решетки | Фотопластинки | Качественный анализ |
| Монохроматоры | Дифракционные решетки | ФЭУ, фотодиоды | Последовательный анализ |
| Многоканальные спектрометры | Эшелле-решетки | ПЗС-линейки | Многоэлементный анализ |
Современные тенденции:
- Автоматизация (подача проб, обработка данных)
- Использование ЭВМ для расчета результатов
- Высокое разрешение (< 0,005 нм)
5. Количественный и качественный анализ
Качественный анализ:
- Идентификация элементов по аналитическим линиям
- Использование спектральных атласов и таблиц
Количественный анализ:
- Основан на зависимости интенсивности линии от концентрации (формула Ломакина-Шайбе)
- Калибровка по стандартным образцам (СО):
- ГСО (государственные)
- ОСО (отраслевые)
- СОП (предприятия)
6. Где узнать больше?
На нашем сайте представлены оптико-эмиссионные спектрометры и системы пробоподготовки компании CSAN, соответствующие международным стандартам.
