Detection of trace contamination on metal surfaces using the handheld Agilent 4100 ExoScan FTIR

Význam tématu

Adhezivní spoje na kovových površích vyžadují vynikající čistotu, protože i stopy organických či anorganických kontaminantů mohou výrazně snížit pevnost spoje. Rychlá a spolehlivá kontrola čistoty je klíčová pro průmyslové aplikace, kde se odstraňují mechanické spoje a vytvářejí lehké, ale pevné konstrukce.

Cíle a přehled studie

Cílem textu je předvést použití přenosného FTIR analyzátoru Agilent 4100 ExoScan s grazing angle odrazovou optikou pro identifikaci a kvantifikaci zbytkových kontaminantů na kovových plochách přímo v terénu. Studie demonstruje citlivost přístroje na organická činidla, jako jsou silikonové uvolňovače a hydrokarbonové oleje.

Použitá metodika a instrumentace

• FTIR s grazing angle odrazem (~82°) zvyšuje efektivní optickou dráhu ve vzorku a citlivost měření.
• Alternativní rozhraní: specular reflectance (45°) a ATR pro různé typy povrchů.
• Handheld spektrometr Agilent 4100 ExoScan: ergonomický optický modul, integrovaná baterie a PDA pro sběr dat.
• Měření probíhá při rozlišení 8 cm-1, 32 skenech a době sběru dat 10 s. Přístroj pracuje nezávisle na čistém prostředí.

Hlavní výsledky a diskuse

• Spektra tenké vrstvy hydrokarbonového a silikonového oleje na hliníku jsou snadno rozlišitelná díky charakteristickým pásům (např. silikon 1265, 1112 a 820 cm-1).
• Křivka kalibrace pro silikonový mold release ukázala lineární závislost v rozsahu 1,6–8,8 μg/cm2 s korelačním koeficientem R2 = 0,997.
• Limit detekce pro silikonové činidlo byl stanoven na 0,17 μg/cm2 (3× šum baseliny), což potvrzuje schopnost detekovat velmi nízké hladiny kontaminace.
• Výsledky se zobrazují barevně (zelená, žlutá, červená) dle hladiny kontaminace pro jednoduchou interpretaci v terénu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a nedestruktivní kontrola čistoty kovových dílů přímo na místě montáže nebo údržby.
• Jednoduché barevné vyhodnocení umožňuje použití i personálem bez specializovaného FTIR školení.
• Snížení rizika selhání lepených spojů vede k vyšší kvalitě výrobků a úsporám v údržbě.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven spekter kontaminantů pro pokrytí širšího spektra chemických látek v různých odvětvích.
• Integrace s automatizovanými kontrolními systémy a robotikou pro sériové inspekce výrobních linek.
• Další miniaturizace a vylepšení citlivosti pro přístup k těžko dostupným místům a měření ultraotrativních koncentrací.

Závěr

Přenosný FTIR Agilent 4100 ExoScan s grazing angle odrazovým rozhraním poskytuje spolehlivou citlivost a rychlé výsledky pro kontrolu čistoty kovových povrchů před adhezivním lepením. Kombinace jednoduchého ovládání, plného IR spektra a vizuálního vyhodnocení usnadňuje aplikaci v terénu i nenáročným uživatelům.

Reference

John Seelenbinder. Detection of trace contamination on metal surfaces using the handheld Agilent 4100 ExoScan FTIR. Application Note. Agilent Technologies; Publication Number 5990-7799EN; May 23, 2015.