Por Jordan Seefeldt
El aluminio de alta pureza se usa en innumerables aplicaciones, y probar su pureza es fundamental en varios procesos de fabricación: control de entrada de productos, clasificación de metales, control de calidad del proceso (CC), control de calidad del producto final, certificación o simplemente investigación.
Ninguna cantidad de metal es completamente pura.
Cualquier material a granel es probable que contenga algunos contaminantes. La clave para los ingenieros de materiales y el personal de control de calidad es saber exactamente qué contaminantes y en qué cantidad están presentes en cada lote de aluminio.
La Espectrometría de Emisión Óptica es un excelente método para el análisis rápido de aluminio de alta pureza y también de aleaciones de aluminio. Esta técnica da como resultado la detección de más de treinta contaminantes elementales, en cantidades en el rango de sub partes por millón (ppm).
Como en cualquier técnica de caracterización, la preparación de las muestras influye en la calidad de los resultados del método analítico. En la espectrometría de emisión óptica, la superficie de la muestra se prepara generalmente utilizando un torno o una fresadora. No se utiliza la molienda debido al riesgo de contaminación. La homogeneidad de los elementos depende de la estructura metalúrgica obtenida mediante el procedimiento de muestreo y de la historia metalúrgica, incluida la deformación mecánica por laminación. Estos valores se aplican cuando hay elementos distribuidos homogéneamente en las muestras que se preparan mediante los métodos de preparación de muestras recomendados. Una vez preparada la muestra, el tiempo necesario para analizarla es, en promedio, de unos 30 segundos.
En menos de un minuto, el espectrómetro de emisión óptica puede analizar la contaminación de más de 34 contaminantes elementales en el aluminio, incluyendo elementos tan ligeros como el litio y el boro hasta elementos más pesados como el plomo, el titanio y el mercurio. La precisión se determina mediante una calibración apropiada en la fábrica, así como mediante el uso ocasional de estándares de calibración para confirmar la precisión continua. También deben utilizarse las mejores prácticas en el análisis de muestras, incluida la realización de varias operaciones de descontaminación con una muestra pura después de que se hayan analizado muestras de mayor concentración. De esta manera se eliminará el denominado “efecto memoria”, que se debe a la contaminación del soporte analítico después del análisis de muestras contaminantes de alta concentración.
Otras características que influyen en la calidad del análisis de la espectrometría son el tipo de fuente utilizada para la excitación (por ejemplo, la IntelliSource de Thermo Scientific es una fuente de doble corriente controlada). Además, los métodos de adquisición también influyen en la calidad de los resultados; por ejemplo, la adquisición por tiempo recorrido (time gated) es una versión de alta precisión de la espectroscopia de tiempo recorrido (time gated), y reduce la necesidad de corrección de interferencias.
Los algoritmos de procesamiento de la señal también pueden limitar los resultados; en los instrumentos de Thermo Scientific, dos algoritmos especializados de alto rendimiento mejoran el procesamiento de la señal.
Entonces, ¿Cuál es la mejor manera de determinar si el aluminio es ultra puro?
La precisión de esa respuesta está determinada por la exactitud de la herramienta utilizada para la medición. Los límites de detección garantizados y los valores de precisión del Thermo Scientific™ ARL iSpark 8860 Optical Emission Spectrometer para aluminio puro y ultrapuro se enumeran en esta nota de aplicación , así como las características que permiten obtener beneficios extremos cuando se utiliza para evaluar la pureza del aluminio.
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