สิ่งเจือปนและวิธีการตรวจจับผงไมโครเคมีเพชร

ผงเพชรในประเทศมีเพชรผลึกเดี่ยวเป็นวัตถุดิบมากกว่า | ชนิด ...
สายพันธุ์ที่สามารถแยกตัวได้
สิ่งเจือปนในผงเพชรหมายถึงองค์ประกอบที่ไม่ใช่คาร์บอนในผงเพชร ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสิ่งเจือปนภายนอกที่เป็นเม็ดและสิ่งเจือปนภายใน สิ่งเจือปนภายนอกของอนุภาคส่วนใหญ่ถูกนำเข้ามาโดยวัตถุดิบและกระบวนการผลิต ได้แก่ ซิลิคอน เหล็ก นิกเกิล แคลเซียม แมกนีเซียม และแคดเมียม สิ่งเจือปนภายในของอนุภาคถูกนำเข้ามาในกระบวนการสังเคราะห์เพชร ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเหล็ก นิกเกิล โคบอลต์ แมงกานีส แคดเมียม ทองแดง และอื่นๆ สิ่งเจือปนในผงเพชรจะส่งผลต่อคุณสมบัติพื้นผิวของอนุภาคผง ทำให้ผลิตภัณฑ์กระจายตัวได้ยาก เหล็ก นิกเกิล และสิ่งเจือปนอื่นๆ ยังทำให้ผลิตภัณฑ์มีระดับแม่เหล็กที่แตกต่างกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับการใช้งานของผง
วิธีการตรวจจับสิ่งเจือปน
มีวิธีการตรวจจับปริมาณสิ่งเจือปนในผงเพชรหลายวิธี เช่น วิธีการวัดตามน้ำหนัก การสเปกโตรสโคปีการปล่อยอะตอม การสเปกโตรสโคปีการดูดกลืนอะตอม เป็นต้น สามารถเลือกวิธีการตรวจจับต่างๆ ได้ตามความต้องการที่แตกต่างกัน
การวิเคราะห์แบบแรงโน้มถ่วง
วิธีการชั่งน้ำหนักนี้เหมาะสำหรับการวิเคราะห์และตรวจหาปริมาณสิ่งเจือปนทั้งหมด (ยกเว้นสารระเหยที่ติดไฟได้ที่อุณหภูมิการเผาไหม้) อุปกรณ์หลักประกอบด้วย เตาเผาแบบเมเฟอร์ เครื่องชั่งวิเคราะห์ เบ้าหลอมพอร์ซเลน เครื่องเป่า ฯลฯ วิธีทดสอบปริมาณสิ่งเจือปนในมาตรฐานผลิตภัณฑ์ผงขนาดเล็กคือวิธีการสูญเสียจากการเผาไหม้ที่อุณหภูมิสูง: สุ่มตัวอย่างตามข้อกำหนดและนำตัวอย่างทดสอบใส่ลงในเบ้าหลอมที่มีน้ำหนักคงที่ วางเบ้าหลอมที่มีตัวอย่างที่จะทดสอบในเตาเผาที่อุณหภูมิ 1,000°C ถึงน้ำหนักคงที่ (อุณหภูมิที่อนุญาต +20°C) น้ำหนักที่เหลือคือมวลสารต่างๆ และคำนวณเปอร์เซ็นต์น้ำหนัก
2. สเปกโตรมิเตอร์การปล่อยอะตอม, สเปกโตรสโคปีการดูดกลืนอะตอม
การสเปกโตรสโคปีการปล่อยอะตอมและการสเปกโตรสโคปีการดูดกลืนอะตอมเหมาะสำหรับการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของธาตุร่องรอย
(1) สเปกโตรมิเตอร์วัดการแผ่รังสีอะตอมมิก: เป็นวิธีการวิเคราะห์เชิงคุณภาพหรือเชิงปริมาณของเส้นรังสีลักษณะเฉพาะที่เกิดจากการเปลี่ยนผ่านอิเล็กตรอนจากพลังงานภายนอกของธาตุเคมีต่างๆ วิธีการนี้สามารถใช้วิเคราะห์ธาตุได้ประมาณ 70 ธาตุ โดยทั่วไป การวัดองค์ประกอบที่มีความเข้มข้นต่ำกว่า 1% สามารถวัดธาตุร่องรอยในระดับ ppm ในผงเพชรได้อย่างแม่นยำ วิธีนี้เป็นวิธีแรกๆ ที่ถูกผลิตและพัฒนาขึ้นมาในการวิเคราะห์เชิงแสง สเปกโตรมิเตอร์วัดการแผ่รังสีอะตอมมิกมีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพและเชิงปริมาณของวัสดุสมัยใหม่ต่างๆ มีข้อดีคือสามารถตรวจจับธาตุหลายองค์ประกอบพร้อมกันได้ ความเร็วในการวิเคราะห์ที่รวดเร็ว ขีดจำกัดการตรวจจับต่ำ และความแม่นยำสูง
(2) การสเปกโตรสโคปีการดูดกลืนของอะตอม: เมื่อรังสีที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิดแสงเฉพาะผ่านไออะตอมของธาตุที่ต้องการวัด รังสีจะถูกดูดกลืนโดยอะตอมสถานะพื้นฐาน และสามารถวัดระดับการดูดกลืนที่วัดได้เพื่อวิเคราะห์ธาตุ
การดูดกลืนสเปกตรัมอะตอมสามารถเสริมซึ่งกันและกันและไม่สามารถแทนที่กันได้

3. ปัจจัยที่มีผลต่อการวัดสิ่งเจือปน
1. ผลของปริมาณการสุ่มตัวอย่างต่อค่าทดสอบ
ในทางปฏิบัติพบว่าปริมาณการสุ่มตัวอย่างผงเพชรมีอิทธิพลอย่างมากต่อผลการทดสอบ เมื่อปริมาณการสุ่มตัวอย่างอยู่ที่ 0.50 กรัม ค่าเบี่ยงเบนเฉลี่ยของการทดสอบจะมีค่ามาก เมื่อปริมาณการสุ่มตัวอย่างอยู่ที่ 1.00 กรัม ค่าเบี่ยงเบนเฉลี่ยจะมีค่าน้อย และเมื่อปริมาณการสุ่มตัวอย่างอยู่ที่ 2.00 กรัม แม้ค่าเบี่ยงเบนจะน้อย แต่เวลาในการทดสอบจะเพิ่มขึ้นและประสิทธิภาพจะลดลง ดังนั้น การเพิ่มปริมาณการสุ่มตัวอย่างโดยไม่ไตร่ตรองในระหว่างการวัดผลจึงไม่ได้ช่วยเพิ่มความแม่นยำและความเสถียรของผลการวิเคราะห์เสมอไป แต่ยังช่วยยืดเวลาการทำงานและลดประสิทธิภาพการทำงานลงอย่างมากอีกด้วย
2. อิทธิพลของขนาดอนุภาคต่อปริมาณสิ่งเจือปน
ยิ่งผงเพชรมีความละเอียดมากเท่าใด ปริมาณสิ่งเจือปนในผงก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ผงเพชรละเอียดโดยเฉลี่ยมีขนาดอนุภาค 3 ไมโครเมตรในกระบวนการผลิต เนื่องจากขนาดอนุภาคที่เล็ก ทำให้วัสดุที่ไม่ละลายน้ำและกรดบางชนิดที่ผสมอยู่ในวัตถุดิบแยกออกได้ยาก จึงตกตะกอนเป็นผงละเอียด ส่งผลให้มีสิ่งเจือปนเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ยิ่งอนุภาคมีขนาดเล็กมากเท่าใด กระบวนการผลิตก็ยิ่งมีสิ่งเจือปนเข้าสู่ภายนอกมากขึ้นเท่านั้น เช่น สารช่วยกระจายตัว ของเหลวตกตะกอน และสิ่งเจือปนจากฝุ่นในสภาพแวดล้อมการผลิต จากการศึกษาปริมาณสิ่งเจือปนในตัวอย่างผง พบว่าผงเพชรเนื้อหยาบมากกว่า 95% มีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำกว่า 0.50% และผงเพชรเนื้อละเอียดมากกว่า 95% มีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำกว่า 1.00% ดังนั้น ในการควบคุมคุณภาพผง ผงเพชรละเอียดควรมีปริมาณสิ่งเจือปนน้อยกว่า 1.00% และปริมาณสิ่งเจือปน 3 ไมโครเมตรควรมีปริมาณสิ่งเจือปนน้อยกว่า 0.50% และควรคงค่าทศนิยมสองตำแหน่งหลังข้อมูลปริมาณสิ่งเจือปนในมาตรฐาน เนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการผลิตผง ปริมาณสิ่งเจือปนในผงจะค่อยๆ ลดลง ปริมาณสิ่งเจือปนส่วนใหญ่ของผงหยาบต่ำกว่า 0.10% หากคงค่าทศนิยมเพียงหนึ่งตำแหน่ง คุณภาพของผงจะไม่สามารถแยกแยะได้อย่างมีประสิทธิภาพ
บทความนี้มีที่มาจาก "เครือข่ายวัสดุที่แข็งเป็นพิเศษ"