分光儀 (OES) 分析技術廣泛應用於測量金屬和合金的元素成分。其常被稱為火花分光儀,因其利用電氣火花來剝蝕金屬樣本的表面材料,以產生特殊的光學發射。在這我們將介紹典型 OES 分析儀中兩個重要組成的第一個:電源。
通常 OES 系統會使用電極產生高電壓放電,使表面材料產生熱至消融點。然後汽化分子會被電弧或火花所產生的氬氣電漿激發出來。這會使他們發射出紫外線 (UV) 和可見光範圍內的元素特徵光 – 光譜中包含多條特徵光線,這些特徵光所組成的全光譜是由樣本中存在的元素及其濃度所決定的。因此,分析這個光譜需要分光儀的第二個重要組成:光學系統。
火花過程所產生的光會被導向至光學系統,在分光儀內部的真空環境透過繞射器光柵進行分散。這些分散後的光訊號會被CCD (充電耦合裝置) 偵測器或 PMT (光電倍增管) 擷取並轉換為電子訊號。CCD 偵測器通常會從目標波長中直接取得訊號,而 PMT 則會將光子轉換為電子訊號,並使用校準曲線將其轉換為濃度。
Spark OES 分析能以優異的準確度與精準度,為目標金屬中所有的元素提供最快的測定。在眾多金屬與合金中,Spark OES 最適合用於分析:鐵 (Fe) 與鋼、鋁 (Al)、銅 (Cu)、鈷 (Co)、鐵 (Fe)、鎂 (Mg)、鎳 (Ni)、錫 (Sn)、鈦 (Ti) 和各種貴金屬。除了優異的精準度之外,Spark OES 也是冶金設施中最常用的分析技術,因為其易用且易於維護。樣本備製既快速又簡單,通常使用標準研磨機或銑床,可以達成極高的處理量 (一天可達 400 個樣本)。
這些整合元件讓 Spark OES 成為金屬樣本分析中最可靠的技術方案。OES常用於測試來自金屬生產 (板、片、管等) 的成品和半成品,並可在生產現場用於研究來自主要和次要金屬製程的熔融樣本。