Oxygen and Hydrogen in Copper and Copper Alloys

Význam tématu

Měření stopového množství kyslíku a vodíku v mědi a měděných slitinách je kritické pro zajištění elektrické vodivosti, mechanické odolnosti a dlouhodobé spolehlivosti vodičů používaných v průmyslu. Optimalizace těchto prvků snižuje riziko křehnutí a zajišťuje vysoký výkon v aplikacích od energetických sítí až po elektroniku.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikacní poznámky je popsat postup stanovení obsahu O a H v pevných vzorcích mědi pomocí metody fúze v inertním plynu s infračervenou detekcí. Studie ukazuje kompletní workflow od přípravy vzorku, přes kalibraci až po analýzu různých typů vzorků jako abradované desky, hobliny a dráty.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhá metodou inertní plynné fúze s infračervenou detekcí pro kyslík a termoionizačně-masovou analýzou pro vodík. Jako instrumentace slouží analyzátor LECO ONH836, doplněný o grafitové kelímky, cínové peletky a volitelnou automatizaci čištění elektrod.

Hlavní výsledky a diskuse

• Opakovatelnost měření byla pro kyslík 0,007 až 0,058 procenta hmotnosti s relativní chybou pod 1 a pro vodík 0,13 až 5,8 ppm s nízkou rozptylem.
• Porovnáním abradovaných vzorků a vzorků analyzovaných bez úpravy potvrdili autoři nutnost mechanického očištění povrchu pro přesné stanovení kyslíku v nízkých koncentracích.
• Analýza hoblin a tyčinek ukázala konzistentní výsledky s průměrnými hodnotami kyslíku 0,024–0,041 procenta a vodíku 0,5–5,8 ppm.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a přesnost v širokém rozsahu koncentrací O a H.
• Rychlé a opakovatelné výsledky vhodné pro kontrolu kvality vodičů a průmyslových komponent.
• Možnost automatizace procesu a minimalizace ruční přípravy vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Využití argonu místo helia a úprava parametrů pro snížení provozních nákladů.
• Další automatizace a integrace s online monitoringem kovových procesů.
• Vývoj menších a rychlejších detektorů pro inline aplikace ve výrobě.

Závěr

Metoda fúze v inertním plynu s infračervenou detekcí představuje spolehlivý nástroj pro stanovení kyslíku a vodíku v mědi a měděných slitinách. Díky vysoké citlivosti a reprodukovatelnosti nachází široké uplatnění v průmyslové analytice a kontrole kvality.

Reference

• LECO Corporation, Form No. 203-821-455, 8/20—REV2, © 2020.
• NIST BCR referenční materiály pro stanovení H a O.