งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

1 บทที่ 10 การวิเคราะห์ธาตุส่วนผสมทางเคมี Chemical composition analysis 1302 423 Industrial Materials Testing Assistant Professor Dr. Sukangkana Lee.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "1 บทที่ 10 การวิเคราะห์ธาตุส่วนผสมทางเคมี Chemical composition analysis 1302 423 Industrial Materials Testing Assistant Professor Dr. Sukangkana Lee."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 1 บทที่ 10 การวิเคราะห์ธาตุส่วนผสมทางเคมี Chemical composition analysis Industrial Materials Testing Assistant Professor Dr. Sukangkana Lee

2 2 วิธีการวิเคราะห์ XRF (X-ray fluorescence) XRD (X-ray diffraction) ray/x_ray_diffraction.htm Energy dispersive Spectrometer ในวิชานี้จะอธิบาย XRF และ Emission Spectrometer

3 3 ทบทวน โครงสร้างอะตอม มีลักษณะ อย่างไร ตารางธาตุ แสดงอะไร X-rays คือ อะไร

4 4 โครงสร้างอะตอม N e-e- K L M

5 5

6 6 X-rays X-radiation (composed of X-rays) is a form of electromagnetic radiation.electromagnetic radiation X-rays have a wavelength in the range of 10 to 0.01 nanometers, comparable to spacing between atoms/ions/molecules in crystalwavelengthnanometers corresponding to frequencies in the range 30 petahertz to 30 exahertz (30 × Hz to 30 × Hz)frequencies petahertzexahertz energies in the range 120 eV to 120 keV.eVkeV They are shorter in wavelength than UV rays.UV

7 7

8 8 1. XRF (X-ray fluorescence) XRF analysis เป็นเทคนิคที่สามารถ วิเคราะห์ชนิดของธาตุ (Qualitative) และปริมาณธาตุ (Quantitative) สามารถวิเคราะห์ได้ทั้งของแข็งและ ของเหลว เป็นการทดสอบแบบไม่ทำลาย สามารถวิเคราะห์ได้โดยไม่ต้องมีการ เตรียมผิวมาก่อนก็ได้ สามารถวิเคราะห์ธาตุที่มีความเข้นข้น น้อยๆประมาณ ppm ได้

9 9 ชิ้นงานต้องมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ mm และสูงไม่เกิน 50 mm ผิวหน้าชิ้นงานของแข็งต้องเรียบ และ ผ่านการขัดเงา ถ้าเป็นชนิดผงต้องหนักอย่างน้อย 1 gram ใช้เวลาวิเคราะห์แต่ละครั้งประมาณ 15 นาที

10 10 ข้อจำกัดคือ ไม่สามารถวิเคราะห์ ธาตุที่มี atomic number น้อยกว่า 11 ได้ (H, He, Li, Be, B, C, N, O, F, Ne and Na) ตัวอย่างการวิเคราะห์ XRF  การวิเคราะห์เปอร์เซนต์ของธาตุ ผสมในโลหะผสม เซรามิกส์ แก้ว เป็นต้น  การวิเคราะห์ชนิดของธาตุซึ่งไม่ สามารถวิเคราะห์ได้โดยวิธีอื่น

11 11 The process in which an x-ray is absorbed by the atom by transferring all of its energy to an innermost electron is called the " photoelectric effect." หลักการวิเคราะห์

12 12 เมื่อวัสดุได้รับการกระตุ้นจาก X-rays ที่มี พลังงานสูงมากพอที่จะกระตุ้นให้ electron ( ชั้น K) หลุดออกมาจากวงโคจร (Ejected core e - ) ก็จะทำให้อิเลคตรอนจากชั้นวงนอก เลื่อนลงมาเติมช่องว่าง โดยอิเลคตรอน ชั้นนอกจะมีการปล่อยพลังงานส่วนหนึ่ง ออกมาในรูปของ secondary X-rayX-rayselectron Secondary x- ray beam Primary x-ray beam Ejected core electron Electron from outer shell fills the hole M L K หลักการวิเคราะห์

13 13 จำนวนพลังงานที่สามารถกระตุ้น core electron ให้หลุดออกมา (Primary x-ray) และ จำนวน พลังงานที่ปล่อยออกมา (Emitted secondary x-ray) จะเป็นค่าคงที่ ของแต่ละอะตอม XRF Titanium

14 14 ถ้าอิเลคตรอนจากชั้น L shell ลงไปอยู่ ชั้น K shell จะปล่อยพลังงานที่มีความ ยาวคลื่นค่าหนึ่ง เรียกว่า K α ถ้าอิเลคตรอนจากชั้น M shell ลงไปอยู่ ชั้น K shell จะปล่อยพลังงานที่มีความ ยาวคลื่นค่าหนึ่ง เรียกว่า K β N KK KK LL K shel l L shel l M shell

15 15 X-ray K-series spectral line wavelengths (nm) for some common target materials. [13] [13] Target Kβ ₁ Kβ ₂ Kα ₁ Kα ₂ Fe Ni Cu Zr Mo ^^ David R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics 75th edition. CRC Press. pp. 10–227. ISBN X.ISBN X

16 16 Specim en X-ray sourc e X-ray detect or Inten sity Energy (wavelength ) Primary x-ray beam Secondary x- ray beam X-ray filter 1. ยิง x-ray ที่มีพลังงานเพียงพอไปกระตุ้นชิ้นงานโดยตรง 2.Secondary x-ray ถูกปล่อยออกมาจากชิ้นงานไปสู่ x-ray detector 3.X-ray detector จะวัด ค่า energy wavelength ของ K  และ K  เปรียบเทียบกับค่ามาตรฐาน

17 17 Target X-ray sourc e X-ray detect or Primary x-ray beam Second ary x-ray beam X-ray filter Inten sity Energy (wavelength ) Specim en 1. ยิง x-ray ที่มีพลังงานเพียงพอไปกระตุ้น target ระยะซึมลึกประมาณ ถึง m 2.Secondary x-ray จาก Target ถูกปล่อยไปสู่ Specimen และ สะท้อนไปสู่ X-ray detector 3.X-ray detector จะวัด ค่า energy wavelength ของ K  และ K  เปรียบเทียบกับค่ามาตรฐาน

18 18 2. Optical Emission Spectrometer เป็นการหาชนิด และปริมาณของธาตุ โดย ใช้หลักการการกำเนิด X-ray โดยที่จะ เป็นการวิเคราะห์พลังงานของ X-ray ที่ได้ จากผิวชิ้นงาน สามารถวิเคราะห์ 30 ธาตุได้ในเวลา 1-2 นาที

19 19 เมื่ออิเลคโตรดได้รับพลังงานไฟฟ้าจะให้ กำเนิดลำอิเลคตรอน ด้วยกำลังประมาณ V และตกกระทบผิวชิ้นงาน ผ่านบรรยากาศของแกสอาร์กอน อิเลคตรอนในอะตอมของชิ้นงานที่มีระดับ พลังงานต่ำสุด ( เรียกว่า ground state ) จะถูกกระตุ้นให้มีระดับพลังงานสูงขึ้น ( เรียกว่า Excited state) อะตอมที่อยู่ใน สภาวะนี้จะไม่เสถียร จึงพยายามลด พลังงานลงมา จึงปลดปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาใน รูปของแสง (Light Emission) หรือ คลื่น แม่เหล็กไฟฟ้า ที่มีความยาวคลื่น เฉพาะตัว

20 20 Emission of atom Emitting a Photon (E2-E1) Supplied Energy +  E Initial Energy, E1 คายพลังงาน ออกมาในรูป ของแสงมี ความยาว คลื่น Energy, E2 การเปลี่ยนแปลงพลังงานของอะตอม (Atomic Phenomenon) 2.Excitation e- 3.Emission 1.Ground state

21 21 Planck’s equation E คือ พลังงานที่แตกต่างกันระหว่าง 2 ระดับ พลังงาน h คือ ค่าคงที่ของ planck คือ ความถี่ของรังสี C คือ ความเร็วแสง คือ ความยาวคลื่น ดังนั้น ค่าพลังงานจะแปรผกผันกับค่า ความยาวคลื่น แต่ละธาตุจะมีชุดความยาว คลื่นที่เกิดจากการเปล่งพลังงาน (Emission) เฉพาะตัว

22 22 แสงที่เกิดขึ้นจะถูกส่งผ่านไปยังระบบแยก ความยาวคลื่นแสง ซึ่งเรียกว่า Spectrometer ซึ่งมีลักษณะเป็นเลนส์นูน และปริซึมสามเหลี่ยม ( ผลึกของ silicon or Lithium) เพื่อให้เกิดการหักเหของ แสง เป็น Spectrum จากนั้นแสงที่ถูกแยกความยาวคลื่นแล้วจะ ถูกส่งไปยัง Detector เพื่อเปลี่ยนความ เข้มแสงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า และระบบ วิเคราะห์สัญญาณไฟฟ้าให้เป็นความ เข้มข้นของธาตุ โดยเปรียบเทียบกับสัญญาณของ มาตรฐานที่เราทราบความเข้มข้นที่ได้ทำ การวิเคราะห์ และบันทึกไว้ก่อนหน้านี้

23 23 แผนผังการทำงานของ Spectrometer Discharge Sample Electrode Chamber (with argon flow) Work Table Spectrometer Detector Computer software Light Emission

24 24 Work Table Spectrometer


ดาวน์โหลด ppt 1 บทที่ 10 การวิเคราะห์ธาตุส่วนผสมทางเคมี Chemical composition analysis 1302 423 Industrial Materials Testing Assistant Professor Dr. Sukangkana Lee.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google