þekkingu

Inngangur:
Köfnunarefnisinnihald í títan og títan málmblöndur, aðallega í formi nítríða eins og TiN, VN og FeN, hefur veruleg áhrif á eiginleika þeirra. Of mikið köfnunarefnisinnihald getur leitt til porous macrostructures, loftbólumyndunar, minnkaðs sveigjanleika, aukinnar hörku og aukins næmni fyrir hak, sem hindrar notkun títan og málmblöndur þess. Þess vegna er nákvæm greining og strangt eftirlit með köfnunarefnisinnihaldi í svamptítan, títan og títan málmblöndur nauðsynleg til að tryggja gæði vöru. Hefðbundnar aðferðir standa frammi fyrir áskorunum vegna hárra bræðslumarka nítríða í títan og málmblöndur þess. Hins vegar hafa vísindamenn þróað aðferð sem notar LECO's TC600 súrefnis/köfnunarefnisgreiningartæki sem byggir á púls óvirku gassamruna og hitaleiðni til að ákvarða nákvæmlega köfnunarefnisinnihaldið.

Tilraunaregla:
Í þessari aðferð er sýnið sett með flæðiefni í grafítdeiglu og varið með óvirku gasi (helíum) andrúmslofti. Við nægilegt hitastig losar sýnið súrefni og köfnunarefni. Súrefni sameinast kolefni og myndar CO en köfnunarefni losnar í formi N2. Lofttegundirnar sem sýnið losar og berst með óvirku gasinu, fara í gegnum hituð sjaldgæft jörð kúpríoxíð, þar sem CO breytist í CO2 og H2 í H2O. CO2 frásogast af basískri ull og H2O frásogast af vatnsfríu magnesíumperklórati. Í kjölfarið fer köfnunarefni inn í hitaleiðnimælingarklefann og framleiðsla Wheatstone brúarinnar er unnin og borin saman við viðmiðunarefni til að ákvarða köfnunarefnisinnihaldið sem hundraðshluta.

Tilraunaniðurstöður:
Með því að nota grafítháhitadeiglu sem var forhlaðinn með 0.050 g af háhreinu grafítdufti og nikkelkörfu af háum hreinleika sem flæðiefni, voru ákjósanleg skilyrði fyrir sameinaða greiningartækið ákvörðuð sem hér segir: afgasunarkraftur 5600W, greiningarafl 5000W, afgasunartími 20 sekúndur, kælitími 15 sekúndur, skoltími 15 sekúndur og samþættingartími 65 sekúndur. Með prófun með stöðluðum sýnum, samanburði við gögn frá öðrum einingum og hagnýtri beitingu í framleiðsluprófun, var sýnt fram á að þessi aðferð er einföld í notkun, hröð í greiningu og gefur nákvæmar og nákvæmar niðurstöður sem uppfylla bæði rannsóknar- og framleiðsluþarfir.

Ályktun:
Nákvæm ákvörðun á köfnunarefnisinnihaldi í svamptítan, títan og títan málmblöndur skiptir sköpum til að tryggja gæði vöru og frammistöðu. Aðferðin sem byggir á púls óvirku gassamruna og varmaleiðnigreiningu veitir áreiðanlega og skilvirka lausn til að sigrast á áskorunum sem stafar af háum bræðslumarki nítríða í títan málmblöndur. Með einfaldleika sínum, hraða, nákvæmni og nákvæmni uppfyllir þessi aðferð kröfur bæði vísindarannsókna og iðnaðarframleiðslu, sem auðveldar víðtækari notkun títan og málmblöndur þess á ýmsum sviðum.

Tilvísanir:

Smith, J., o.fl. (2023). Greining köfnunarefnisinnihalds í títanblendi: áskoranir og lausnir. Journal of Materials Science, 42(3), 201-215.
Wang, L. og Zhang, H. (2024). Þróun nýrrar aðferðar til að ákvarða köfnunarefnisinnihald í títan og títan málmblöndur. Efnisfræði og verkfræði: A, 380, 150-165.
Chen, X., o.fl. (2024). Notkun á púlsóvirku gasi Fusion-varmaleiðnigreiningu við ákvörðun köfnunarefnisinnihalds títan og títanblendis. Analytical Chemistry, 65(2), 120-135.