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Académie analyse élémentaire et structurale
Retrouvez toutes les informations utiles sur les techniques clés de l’analyse élémentaire et structurale que sont la spectrométrie à émission optique (OES) communément appelée Arc-étincelle, la fluorescence des rayons X (XRF) ainsi que la Diffraction de rayons X (XRD). Retrouvez les informations fondamentales sur les principes de base de ces technologies ainsi que des tutoriels pour des applications spécifiques. Cette page est actualisée régulièrement, n’hésitez pas à vous connecter régulièrement aux pages OES, XRF et XRD.
Vous trouverez dans chaque section de l’académie :
Fondamentaux
Apprenez-en plus sur les fondamentaux de l’OES, la XRF et la XRD des bases aux applications les plus avancées. Vous y trouverez les introductions de chaque technique, avec des fascicules et vidéos utiles qui enrichiront votre compréhension sur ces techniques de pointe d’analyse de matière.
Instruments
Explorez nos pages sur les produits OES, XRF et XRD pour une vue générale sur les instruments que nous offrons. Statiques, de paillasse ou portables, nos instruments sont parés pour les analyses traditionnelles ou sur le terrain. Vous souhaitez en savoir plus ? Contactez dès aujourd’hui notre équipe.
Applications
Comprendre la composition élémentaire et la structure de vos matériaux à plusieurs niveaux de votre procédé vous permettent de faire face à de nouvelles contraintes uniques à votre marché. Nous offrons les produits, services et technologies pour vous aider à comprendre vos matériaux, quelle que soit l’application. Consultez les applications ci-dessous combinant les techniques pour des résultats approfondis.
La spectrométrie à émission optique (OES) se fonde sur l’ablation d’un échantillon métallique par étincelage et l’excitation de la fraction enlevée via un plasma d’argon. La matière excitée émet une lumière dans les gammes ultraviolette (UV) et visible, avec un spectre constitué des longueurs d’onde caractéristiques des éléments présents dans l’échantillon et de leurs concentrations. Ces signaux sont acquis soit par des détecteurs PMT (tubes photomultiplicateurs) ou CCD (dispositif à couplage de charge), permettant la détermination exacte du contenu chimique des échantillons métalliques solides.
La diffraction des rayons X sur poudre est l'une des techniques les plus établies pour identifier et caractériser les matériaux polycristallins afin d’en déterminer leur cristallographie, leur structure polymorphique, leurs phases et d’observer des changements de cristallinité. Tout en respectant la loi de Bragg, diverses géométries existent, la plus commune étant le mode Bragg-Brentano. Au-delà de cette dernière, il est également possible de réaliser des acquisitions en temps réel et d’obtenir un diffractogramme complet en quelques secondes grâce à une géométrie utilisant un détecteur sensible en position (PSD), celui même qui équipe les modèles de notre gamme Thermo Scientific ARL EQUINOX.
L’analyse par Fluorescence des Rayons X (XRF) utilise les rayons X telle une source d’excitation qui déclenche au sein d’un échantillon l’émission de rayons X secondaires sous la forme de fluorescence. Ces excitations sont habituellement générées par un tube électrique de rayons X. Quand les échantillons sont irradiés par ces rayons X primaires, chaque élément chimique présent émet un signal de fluorescence unique et caractéristique et la combinaison génère une empreinte digitale élémentaire. L’interprétation des spectres d’énergie des rayons X fournit les informations quantitatives et qualitatives sur la composition des échantillons, particulièrement métalliques et minéraux terrestres.
Automation et logiciels pour XRF et OES
Automation
Avec des systèmes autonomes de manipulation et de préparation d’échantillons, les systèmes automatisés améliorent la vitesse de traitement de procédé et la répétabilité pour une réduction appréciable des coûts de fonctionnement et une augmentation significative de la productivité.
Apprenez-en plus sur l’automation pour XRF et OES ›
Logiciels
Nous avons développé une suite de solutions logicielles analytiques pour les instrumentations OES et XRF, permettant ainsi à nos clients de réaliser les meilleures analyses de leurs échantillons dans les délais les plus courts possibles.
Applications en analyse élémentaire et structurale
Les besoins des chercheurs en diagnostics industriels ou de laboratoire pour une meilleure compréhension des caractéristiques de la matière changent constamment. Comprendre la composition élémentaire et la structure de vos matériaux, quel que soit le niveau de votre process, vous permet de faire face aux nouvelles contraintes spécifiques de votre marché. Aussi pour vous aider à comprendre vos matériaux, nous vous offrons les meilleurs produits, services et technologies, quelle que soit l’application.
Nous avons donc développé une incomparable gamme d’instruments basée sur des technologies testées et approuvées incluant les spectrométries OES, XRF et de diffractomètres XRD. Avec un choix de solutions portables, de paillasse ou de laboratoire, nos technologies visent à améliorer et à comprendre votre procédé sans jamais compromettre la qualité des analyses.
Si vous souhaitez savoir comment vous pouvez tirer avantage de nos solutions en analyse élémentaire et structurale, contactez-nous.
Vous trouverez ici diverses informations relatives à des applications spécifiques et la technique OES, XRF ou XRD utilisée pour y répondre. Suivez les liens pour découvrir plus de contenu.
Découvrez-en plus sur nos solutions OES, XRF et XRD devenues références en matière d'analyse d'échantillons solides dans la fabrication de métaux et d'alliages. La structure cristalline et la composition élémentaire des métaux variant d'une pièce à une autre, ceci se traduit par une grande variété de propriétés en termes de ductilité, de résistance, de soudabilité, etc. Les ingénieurs de process doivent donc constamment être en mesure de garantir l'intégrité des produits finaux grâce à des analyses élémentaires et structurales.
Si vous souhaitez un aperçu plus détaillé des diverses applications de notre instrumentation d'analyse élémentaire et structurale dans la fabrication de métaux et d'alliages, parcourez les notes d'application et autres ressources ci-dessous :
Nous pouvons assister à toutes les étapes de fabrication du métal, depuis la vérification des matières premières jusqu’à la validation du produit fini et le contrôle qualité. Nos solutions OES et XRF sont utilisées en routine dans les laboratoires pour tester la composition et la structure des nouveaux matériaux.
Analyse automatique des métaux ARL SMS-2300 pour OES et XRF
Analyseur Automatique de Métaux ARL Quantoshelter
OES
La spectrométrie étincelle OES est omniprésente dans le monde des métaux et alliages, particulièrement pour l’analyse élémentaire et des inclusions dans les aciéries et pour le contrôle qualité des produits finis (barres, plaques, tôles, etc.). Nos solutions OES ont établi la référence pour l’analyse élémentaire des échantillons métalliques solides depuis plus de 85 ans, proposant ainsi des solutions clé en main pour les procédés industriels exigeants.
Nos spectromètres OES ARL iSpark sont réputés pour leur expérience et l’innovation spécialement en aciérie. Pour en savoir plus, vous pouvez consulter la vidéo.
XRF
L’instrumentation XRF est aussi utilisée généralement tout au long du cycle de fabrication du métal. Grâce à la précision absolue de quelques ppm jusqu’à plusieurs dizaines de pourcents, les deux solutions XRF, portable et standard peuvent être utilisées pour éviter des non-conformités sur les métaux et alliages, en vérifiant leur composition à différentes étapes de la production.
Si vous souhaitez en savoir plus sur comment les spectrométries OES et la XRF sont utilisées en production de métaux, consultez notre schéma des procédés de fabrication de fontes et aciers.
Découvrez comment la XRF est utilisée pour effectuer la vérification essentielle des matières premières pour la fabrication du ciment. La majorité des fours à ciments doivent être constamment surveillés pour s’assurer, minute par minute, de la composition des mélanges, et ainsi éviter des perturbations de procédé et garantir un produit fini conforme. On constate également la demande croissante pour traiter et valider les combustibles alternatifs (petcoke, papiers, huiles usagées, etc.) qui sont destinés à réduire l’impact écologique de la fabrication de ciment au sens large.
Pour plus de détails sur les applications spécifiques de l’instrumentation XRF dans l’industrie du ciment, consultez une sélection de nos notes d’application :
La XRF est une technique d’analyse particulièrement bien adaptée pour qualifier une gamme extrêmement large de matériaux avant l’incinération dans un four de cimenterie. Ceci est décisif dans la validation de combustibles alternatifs potentiels en contrôlant les éléments indésirables (métaux lourds, toxiques, etc.). Si vous souhaitez en savoir plus sur les combustibles alternatifs majeurs qui permettent de produire du ciment en étant plus respectueux de l’environnement, consultez notre plaquette Fabriquer du ciment plus vert et plus propre. Découvrez en plus sur nos produits adaptés Découvrez en plus sur nos produits adaptés à l’analyse des combustibles alternatifs.
Pour comprendre globalement comment l’instrumentation XRF est utilisée en cimenterie, consultez notre carte de procédé, Résumé graphique – Procédé de Cimenterie.
Fournir de nouvelles énergies durables à une population mondiale croissante est critique pour assurer un futur sûr. L’analyse élémentaire et structurale avec les solutions XRF et XRD peuvent aider les chercheurs à développer la nouvelle génération d’énergie renouvelable tel que les biocarburants synthétiques, et à réduire l’impact écologique des sources d’énergie existante via la réduction des émissions de dioxyde de carbone et son piégeage. Aussi, notre instrumentation analytique est primordiale dans la recherche et le développement (R&D) des matériaux de haute performance pour la prochaine génération d’équipements électroniques et de stockage d’énergie.
Si vous souhaitez en savoir plus sur comment notre instrumentation XRF et XRD aide les industries innovantes à préparer un futur plus brillant, découvrez la sélection de notes d’applications ci-dessous :
Garantir un environnement plus sûr dès aujourd’hui pour les générations futures est une obligation qu’aucune industrie ne peut plus ignorer. Les entreprises doivent s’adapter et combattre les menaces environnementales mondiales et réduire l’impact humain sur le changement climatique. Aussi, nous nous sommes engagés à construire un lendemain plus vert avec des solutions analytiques d’avenir et basées sur une instrumentation XRF haute résolution.
La XRF à dispersion d’énergie (EDXRF) et la XRF dispersive en longueur d’onde (WDXRF) sont parfaitement adaptées à aider les ingénieurs en procédé sur divers marchés pour améliorer leur développement durable. Les instruments EDXRF avec passeurs automatiques d’échantillons larges aident en routine à la surveillance de la qualité de l’air en suivant les projections ou fuites toxiques en testant les métaux toxiques en suspension dans l’atmosphère à de très faibles niveaux de concentrations. Il peut également être employé pour évaluer l’impact environnemental de déchets destinés à être réutilisés. Pour les laboratoires environnementaux et industriels avec une cadence d’échantillon élevée et ayant besoin de performances XRF supérieures, le spectromètre à fluorescence X dispersif en longueur d'onde est préféré.
Si vous souhaitez en savoir plus sur l’usage de l’EDXRF et du WDRXF dans le contrôle environnemental, consultez notre sélection de notes d’applications ci-dessous :
Vous trouverez ici les informations dédiées à l’analyse élémentaire et structurale des échantillons géologiques et minéraux, aussi bien sur le terrain qu’en laboratoire en utilisant l’instrumentation XRF et XRD. L’exploration et l’exploitation minières sont essentielles à la quasi-totalité de l’industrie moderne mondiale, du fait de l’extraction des matières premières qui alimentent en continu l’innovation dans une gamme illimitée de secteurs de production, de l’industrie pharmaceutique aux semi-conducteurs.
Si vous souhaitez savoir comment chacune de ces technologies est employée dans l’analyse des minéraux, participez à notre webinaire, Applications avancées pour la Géochimie et l’analyse minière.
Nous pouvons vous aider à mieux comprendre la valeur de vos échantillons minéralogiques, depuis la quantification par XRF de ceux économiquement importants à ceux indésirables, tout en ayant connaissance des phases en présence grâce à la XRD. Si vous souhaitez savoir comment une analyse élémentaire et structurale précise peut augmenter le rendement de votre exploitation minière, consultez la plaquette : Enhancing Productivity and Value of Mineral Sources.
Avec un important choix disponible de solutions de paillasse ou statique, les instrumentations XRF et XRD sont utilisées en routine dans des environnements difficiles pour déterminer dans des matrices d’échantillons très variées une large gamme d’éléments selon des gammes variées de concentrations et de phases cristallines. Pour vous faire une idée de l’incroyable versatilité de notre gamme de produits, nous avons rassemblé une sélection de notes d’applications relatives à l’analyse des minéraux ci-dessous :
Les verres et céramiques sont des matériaux complexes à analyser à cause de leurs compositions et structures particulièrement variables. Dans sa forme la plus simple, le verre est composé de silice fondue pure (SiO2) qui adopte une structure aléatoire non cristalline. Cependant, la production intensive et coûteuse de la silice fondue exige également l’usage d’oxydes de substitution tels que l’alumine (Al2O3) ou la magnésie (MgO) et divers additifs comme des stabilisants (flux de soude, chaux). Cela n’affecte pas uniquement la composition du matériau mais également la structure cristalline.
Nous fournissons des solutions pour aider les ingénieurs dans les procédés du verre et des céramiques à combiner les bons composants pour développer des produits aux propriétés exceptionnelles. Nos solutions XRF de paillasse, et particulièrement en XRF à dispersion de longueur d’onde (WDXRF), peuvent être utilisées pour garantir que chaque ingrédient est exactement comptabilisé en termes de pourcentages élémentaires. La XRD est également utilisée quotidiennement pour contrôler les matériaux issus de ces industries. Chacune de ces technologies est donc essentielle dans le contrôle de procédé et le développement permanent de produits.
SI vous souhaitez en savoir plus sur nos solutions XRF mis à disposition aux experts du verre et des céramiques, consultez la littérature ci-dessous :
L’industrie pétrolière et gazière est l’une des plus grandes au monde, avec de nombreux procédés et activités (exploration, extraction, raffinage, transport, etc.), et génère des milliards de dollars par an. Chaque année, les raffineries produisent de très grands volumes de gasoil et d’essence. Cette production découle de la transformation du brut extrait de l’écorce terrestre. Le pétrole brut peut contenir divers éléments indésirables comme le soufre qui devient néfaste s’il se propage à travers le produit final. La XRF est l’outil industriel standard pour contrôler les bruts et les carburants et garantir une qualité optimale et leur conformité.
Les autorités de régulation mondiales intensifient les restrictions sur le soufre contenu dans les carburants et huiles, réduisant la limite maximale autorisée à 10 parties par million (ppm). L'analyse élémentaire de bas niveau est donc une question de nécessité réglementaire, en plus de sa fiabilité éprouvée en fournissant des informations sur la validité de nouvelles formulations basées sur des bruts et des additifs d'huile distincts. Si vous souhaitez en savoir plus sur l'utilisation du XRF dans l'industrie pétrolière, découvrez notre sélection de notes d'application :
Notes d’applications EDXRF
Notes d’applications WDXRF
Notes d’applications XRF
Les chercheurs et fabricants pharmaceutiques doivent être en mesure de garantir la sécurité et l'efficacité de leurs formulations grâce à une analyse structurelle omniprésente à plusieurs moments du cycle de recherche et développement (R&D) et de fabrication. La XRD est la solution pour les défis sur les échantillons cristallins en pharmacie, en assurance qualité et en contrôle des procédés, garantissant la précision du criblage, le pourcentage de cristallinité, l'efficacité des formes posologiques solides (polymorphisme).
Pour s'assurer que les médicaments transmettent les effets pharmacologiques souhaités, il faut une compréhension active de la biodisponibilité et de la stabilité des ingrédients pharmaceutiques actifs (API) et des excipients pertinents. Pour plus d'informations sur la réalisation de produits pharmaceutiques sous forme posologique efficaces et hautement stables, regardez notre webinaire de 27 minutes.
Apprenez-en davantage sur les principales applications par DRX et ses avantages pour l'analyse structurale dans l'industrie pharmaceutique, du dépistage du sel à la détection des contrefaçons, en lisant notre dépliant sur le sujet, Assurer des formulations pharmaceutiques plus sûres et efficaces par diffraction des rayons X.
Notes d’applications:
Les polymères et les plastiques sont parmi les matériaux les plus omniprésents dans les produits de consommation et industriels aujourd'hui, en raison de leur adaptabilité exceptionnelle en ce qui concerne leurs propriétés physiques et chimiques. L'analyse élémentaire et structurale par les techniques XRF et XRD est par conséquent devenue une partie intégrante du procédé de contrôle et d'assurance qualité (QA / QC) pour fournir des matériaux polymères sûrs et conformes adaptés aux environnements spécifiques de l'utilisateur final.
Si vous souhaitez en savoir plus sur l'analyse élémentaire et structurale des polymères, en particulier en ce qui concerne la rhéologie et l'extrusion, suivez le lien vers notre webinaire, Série de webinaires sur les procédés et l'analyse des polymères.
Les plastiques sont fabriqués à l'aide d'une gamme complexe de matières premières et d'additifs. Les additifs typiques incluent les accélérants, les anti-dégradants, les réticulants, les charges, les plastifiants, etc. - chacun étant essentiel pour produire le produit final souhaité. L'analyse XRF est un composant essentiel de la chaîne de fabrication des plastiques, fournissant des informations sur la concentration d'additifs dans la plage des parties par million (ppm), tandis que l’analyse XRD offre des informations structurales vitales (polymorphisme, cristallinité, etc.) qui peuvent indiquer des propriétés indésirables.
Si vous souhaitez connaître comment la composition et la structure élémentaires des polymères affectent leurs propriétés et sur la façon dont la XRF et la XRD peuvent être utilisées pour garantir des produits de haute qualité et sûrs, consultez notre dépliant sur la garantie de la qualité et de la sécurité des polymères.
Pour des informations plus détaillées et savoir comment les techniques de XRF et XRD peuvent être utilisées dans le procédé de fabrication des polymères et des plastiques, parcourez nos notes d'application associées dans les liens ci-dessous :
Systèmes XRF et OES automatisés
L'automatisation en analyse élémentaire et structurale est essentielle pour élever la recherche et le développement (R&D) ou la fabrication de produits à un état de valeur supérieure. Avec une préparation et une manipulation des échantillons entièrement indépendantes, les systèmes automatisés peuvent améliorer le débit et la répétabilité des procédés pour une réduction appréciable des coûts d'exploitation et une augmentation significative de la productivité. Nous fournissons aux professionnels dans un large éventail de domaines des solutions d'analyse automatique qui les aident à répondre à des spécifications de produits plus strictes sans augmenter leurs frais généraux.
Nous comprenons que les défis ne sont pas les mêmes suivant les besoins d’une ligne de production et d’un centre de recherche, c'est pourquoi toutes nos solutions d'automatisation sont personnalisées selon les spécifications du client. Pour en savoir plus sur les systèmes d'automatisation de base que nous proposons, consultez la liste complète de nos spectromètres de laboratoire automatisés.
Logiciels analytiques pour XRF et OES
Les solutions logicielles analytiques posent les bases d'une analyse élémentaire et structurale totale d'une gamme extrêmement large de types d'échantillons, améliorant la précision et la fiabilité pour une meilleure efficacité et productivité. Nous avons donc développé une suite de solutions logicielles d'analyse en instrumentation OES et XRF, aidant ainsi nos clients à effectuer des analyses de la plus haute qualité sur leurs propres échantillons dans des délais les plus courts possibles.
En savoir plus sur les logiciels analytiques :
Resources