Measurement of composite surface contamination using the Agilent 4100 ExoScan FTIR with diffuse reflectance sampling interface

Význam tématu

Infračervená spektroskopie umožňuje rychlou a nedestruktivní detekci kontaminantů na kompozitních površích. Zbytky silikonu a hydraulické kapaliny mohou snížit kvalitu lepicích spojů a dlouhodobou odolnost kompozitů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnost přenosného FTIR spektrometru Agilent 4100 ExoScan s difuzně reflektanční sondou identifikovat a kvantifikovat nejčastější kontaminanty na uhlíkových epoxy kompozitech.

Použitá metodika

• Příprava vzorků: nanesení silikonu v rozsahu 0–300 µg/cm2 a saturace vzorků hydraulickou kapalinou.
• Měření: 128 skenů při rozlišení 8 cm-1, doba měření cca 30 s na vzorek.

Použitá instrumentace

• FTIR spektrometr Agilent 4100 ExoScan s difuzně reflektanční sondou (diffuse reflectance sampling interface).

Hlavní výsledky a diskuse

• Silikon detekován charakteristickými pásy 1260, 1095, 1018 a 800 cm-1. Kalibrace na pásu 800 cm-1 ukázala lineární závislost do ~80 µg/cm2, odhad LOD ~10 µg/cm2.
• Hydraulická kapalina identifikována pásy CH-stretching (2930 cm-1) a C=O (1730 cm-1). I po acetonu zůstala část kapaliny ve štěrbinách materiálu.
• Plazmové čištění testováno ve třech variantách: podčištění zachovalo zbytky, nadčištění způsobilo poškození epoxidové vrstvy, optimální režim odstranil kapalinu bez poškození povrchu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé on-site měření bez nutnosti převozu vzorků do laboratoře.
• Bezdotyková a nedestruktivní analýza s vysokou citlivostí na běžné kontaminanty.
• Možnost optimalizace plazmového čištění a kontroly kvality lepicích procesů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace FTIR zařízení pro aplikace ve výrobě a terénu.
• Automatizované vyhodnocování spekter pro kontinuální monitoring kvality povrchu.
• Rozšíření na jiné typy kontaminantů a polymerních systémů.

Závěr

Agilent 4100 ExoScan FTIR prokázal spolehlivost v detekci a kvantifikaci silikonu i hydraulické kapaliny na kompozitních površích a umožňuje efektivně kontrolovat postupy čištění bez destrukce vzorku.

Reference

• Seelenbinder J. Measurement of composite surface contamination using the Agilent 4100 ExoScan FTIR with diffuse reflectance sampling interface. Agilent Technologies Application Note, 5991-0007EN, March 23, 2015.