Analisi chimiche materiali metallici
♦Vuoi sapere in 24 ore se il tuo materiale è conforme a livello chimico rispetto alle principali sigle dei materiali utilizzati nel settore automotive?
♦Vuoi confrontare le differenze di composizione chimica tra lotti successivi di materiale oppure acquistati da fornitori diversi e hai bisogno di farlo subito?
♦Il tuo cliente ti contesta il materiale utilizzato, ma tu hai il certificato dell’acciaieria che dichiara la conformità e non sai come risolvere il problema in fretta?
L’analisi chimica dei materiali metallici è la prova di laboratorio che fa al caso tuo.
MotivexLab ti consegna i risultati delle analisi chimiche direttamente sulla tua scrivania in 24 ore, o è gratis.
Così puoi avviare immediatamente la produzione con la sicurezza che l’acciaio utilizzato è conforme, puoi scegliere il fornitore migliore.
Puoi capire subito se il tuo cliente ha ragione di contestarti il materiale e come difenderti.
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Le normative per il controllo distruttivo mediante analisi chimica
L’analisi chimica è eseguita secondo le più aggiornate norme internazionali:
- ASTM E415 “Standard Test Method for Analysis of Carbon and Low-Alloy Steel by Spark Atomic Emission Spectrometry”: questo metodo di prova specifica come deve avvenire la determinazione di 21 elementi leganti in carbonio e acciai basso legati, mediante spettrometria ad emissione atomica a scintilla.
- ASTM E1019 “Standard Test Method for Analysis of Carbon, Sulfur in Steel, Iron, Nickel, and Cobalt Alloys by Various Combustion and Fusion Techiniques”: questo metodo di prova stabilisce la determinazione del carbonio, zolfo, azoto e ossigeno in acciaio, ferro, nichel e cobalto in leghe aventi delle composizioni chimiche che devono rientrare nei limiti specificati dallo stesso standard normativo di riferimento.
- ASTM E353“Standard Test Methods for Chemical Analysis of Stainless, Heat-Resisting, Maraging, and Other Similar Chromium-Nickel-Iron Alloys”: questo metodo di prova definisce l’esecuzione dell’analisi chimica di leghe inossidabili, resistenti al calore e altre leghe simili al cromo, nichel e ferro con composizione chimica che rientra nei limiti definiti dalla norma.
- ASTM E34“Standard Test Methods for Chemical Analysis of Aluminum and Aluminum-Base Alloys”: questo metodo di prova stabilisce come effettuare l’analisi chimica dell’alluminio e delle leghe di alluminio con composizione chimica specificata dallo standard normativo di riferimento.
- ASTM E351“Standard Test Methods for Chemical Analysis of Cast Iron—All Types”: questo metodo di prova determina l’analisi chimica di ghisa, ghisa grigia, ghisa bianca, ghisa malleabile e ghisa sferoidale con delle composizioni chimiche definite dalla norma di riferimento.
La tecnica analitica più utilizzata è la spettrometria ad emissione ottica in cui un arco elettrico (scintilla), generato in un ambiente inerte (flusso di gas di argon), genera l’eccitazione degli atomi che si trovano sulla superficie del saggio.
L’eccitazione degli atomi provoca l’emissione di spettri con lunghezze d’onda, che sono caratteristiche di ciascun elemento e vengono captati da rilevatori posti in una camera a vuoto ed elaborati elettronicamente per ricavare le concentrazioni degli elementi presenti in ciascun campione in accordo allo standard normativo di riferimento.
Quando si può effettuare il controllo mediante analisi chimica
L’analisi chimica rappresenta un passo importante all’interno delle analisi metallurgiche perché permette di stabilire la conformità di una lega a disegno o di una lega specifica.
Si può inoltre procedere con l’identificazione di un materiale sconosciuto, riconducendo la sua composizione agli standard normativi vigenti.
Vuoi conoscere la sigla di un materiale sconosciuto?
Vuoi sapere che materiale usa la tua concorrenza?
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L’analisi permette di determinare con accuratezza e ripetibilità la percentuale di elementi quali carbonio, silicio, manganese, fosforo, zolfo, cromo, molibdeno, nichel alluminio, niobio, boro, rame, cobalto, titanio, vanadio piombo nei limiti normalmente presenti negli acciaio basso legati e inossidabili (inox), leghe di alluminio e ghise.
Questa tecnica è specifica per un’analisi quantitativa in tempi rapidi perché, dimensioni permettendo, non richiede preparazioni particolari.
Per particolari di dimensioni limitate (trucioli, lamelle sottili, molle, fili) o per l’analisi di leghe metalliche incompatibili con la metodologia spettrometrica è possibile determinarne la composizione mediante spettroscopia di emissione atomica (ICP-OES), affiancata all’analisi chimica mediante LECO per la determinazione accurata del carbonio e dello zolfo in leghe metalliche e composti inorganici, oppure tramite la spettroscopia a scintilla.
In questo caso è necessaria una preparazione del campione, la cui durata dipende dalla tipologia di materiale e dalle condizioni del campione.
Se hai urgenza di sapere se il tuo materiale è conforme a livello di composizione chimica alle norme internazionali dei materiali metallici e alle sigle riconosciute dai capitolati tecnici delle case automobilistiche, non perdere tempo e telefona allo 011 93 70 516 oppure scrivi a laboratorio@motivexlab.com
Verrai contattato immediatamente dal tuo Assistente Tecnico Personale per valutare insieme, senza impegno, se possiamo aiutarti a risolvere il tuo problema di controllo qualità dei materiali metallici.
Analisi chimica mediante EDS di particelle, residui e rivestimenti
♦Hai un campione molto piccolo e vuoi conoscerne la composizione chimica?
♦E’ un’inclusione, un punto duro, una particella microscopica e vuoi sapere che origine hanno?
♦ Vuoi conoscere i picchi di elementi presenti in un rivestimento galvanico, in una verniciatura o in una cromatura?
MotivexLab dispone di uno dei più avanzati sistemi di microanalisi composizionale attualmente esistenti: il microscopio elettronico a scansione SEM abbinato alla microsonda a dispersione di energia EDS.
Il controllo tramite SEM-EDS permette rilievi morfologici di superfici e analisi della loro diffusione sul campione soggetto a controllo e studi sullo stato di conservazione di qualsiasi materiale.
Il microscopio SEM con sonda EDS permette di ottenere immagini di altissima qualità per rilevare lo strato di fosfatazione di un campione, che è un processo chimico attraverso il quale la superficie di un materiale metallico viene modificata a causa del deposito di alcuni cristalli fosfatici.
Questa metodologia di analisi sfrutta l’emissione di raggi X generati da un fascio elettronico incidente sul campione utilizzando un rilevatore EDS, ovvero un rilevatore a dispersione di energia.
La peculiarità di questo tipo di analisi è che può essere effettuata sia sulla zona osservata, sia su una zona di specifico interesse, ad esempio su una particella microscopica.
Il fascio elettronico può essere infatti focalizzato su superfici anche di pochi micron.
L’abbinamento del SEM con la microsonda EDS permette di eseguire analisi su particelle, residui, e rivestimenti dello stesso ordine di grandezza dell’ingrandimento utilizzato (inferiore al micron – µm).
La microanalisi EDS è una tecnica che permette un’analisi elementare qualitativa e semi-quantitativa di materiali massivi, frammenti, fibre, rivestimenti (zincatura, cromatura, nichelatura, strati di carburi di tungsteno, vernice, fosfatazione, anodizzazione), materiali vari (metalli, non metalli, minerali).
Si possono anche eseguire mappature di composizione.
L’analisi SEM EDS è utile in numerose applicazioni, che comprendono l’analisi chimica qualitativa e semiquantitativa (puntuale o locale), profili lineari di concentrazione e mappature di distribuzione di elementi, identificazione di materiali incogniti, anche in forma di frammenti, depositi o strati sottili, analisi di trattamenti e rivestimenti, valutazione del grado di pulizia e di contaminazione, valutazione di fenomeni corrosivi.
L’analisi qualitativa serve anche per identificare istantaneamente gli elementi presenti in un campione di composizione ignota. A questo scopo l’analisi EDS è particolarmente adatta, in quanto consente di acquisire velocemente lo spettro di emissione completo (composizione) e di identificare i diversi elementi che compongono il campione.
Ti sei reso conto che l’analisi SEM EDS non ti basta?
Il laboratorio MotivexLab ti mette a disposizione anche le analisi fatte con la nuovissima tecnologia del microscopio 3D!
Analisi chimica mediante ICP-OES
La sigla ICP-OES sta per “Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectroscopy”, che tradotto significa “Plasma Accoppiato Induttivamente – Spettroscopia ad Emissione Ottica”.
Per poter procedere con l’esecuzione della prova, il Tecnico di Laboratorio dovrà provvedere alla preparazione del provino.
Prima di iniziare l’analisi chimica mediante ICP-OES, una minuscola parte del campione deve essere portata in soluzione mediante l’utilizzo di acidi inorganici. Questa soluzione può essere una miscela di acido nitrico ed acido cloridrico.
Una volta eseguita la taratura dello strumento e aver portato la soluzione a volume noto, il campione è pronto per essere analizzato.
Ed ecco che entra in scena il plasma dell’acronimo: una parte di soluzione viene posta all’interno del flusso di plasma di argon. L’energia fornita dal plasma provoca la dissociazione in atomi degli elementi, e l’eccitazione di questi ultimi.
In base alla lunghezza d’onda emessa è possibile risalire agli elementi presenti nel campione.
Una curiosità: l’ICP-OES viene anche utilizzato per rilevare le presenze di minerali all’interno degli olii essenziali.
Analisi chimica tramite Spettroscopia a Scintilla
♦Le analisi ICP, LECO o SEM EDS non bastano?
♦Vuoi scoprire da che materiali è davvero fatta la nuova fornitura?
♦ Hai bisogno di risultati eseguiti secondo la ASTM E415?
L’analisi chimica effettuata con il metodo della Spettroscopia a Scintilla è chiamata anche analisi chimica mediante quantometro.
Il quantometro è un’apparecchiatura per determinare spettrograficamente la composizione chimica delle leghe metalliche.
Il quantometro utilizzato in MotivexLab è dotato di rilevatori CCD di ultima generazione in grado di fornire analisi caratterizzate da grande precisione e accuratezza.
Possono essere analizzate le seguenti leghe metalliche:
- leghe di alluminio: dall’alluminio puro della serie 1000 fino alle leghe alluminio – zinco della serie 7000;
- acciai basso legati: lamiere, acciai da costruzioni, da bonifica e da cementazione;
- acciai inossidabili: al cromo, al manganese, per utensili;
- ghise lamellari e sferoidali.
Questa tipologia di analisi chimica è indicata per i campioni composti da acciaio al carbonio, inossidabile e leghe di alluminio perché permette una rilevazione precisa e veloce degli elementi chimici che compongono il particolare.
Il campione, dopo essere stato opportunamente preparato, viene sottoposto a scariche elettriche -“scintille” di elevata intensità – atte ad eccitare gli atomi che compongono la lega, i quali a loro volta emettono una radiazione luminosa con lunghezze d’onda caratteristiche di ciascun elemento.
Le lunghezze d’onda vengono rilevate dallo spettrofotometro e correlate alla loro concentrazione mediante una taratura con materiali di riferimento.
L’analisi chimica con spettrometro a scintilla garantisce velocità e accuratezza dei risultati, grazie alle elevate temperature di lavoro e alle basse interferenze dovute alla presenza di gas inerte nella zona di applicazione della scintilla.
MotivexLab è l’unico Laboratorio che ti fornisce i risultati delle tue Analisi Chimiche, Prove Distruttive e CnD su piccole serie sulla tua scrivania in 24 ore e senza errori, o è gratis.
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Analisi Polimeri e Plastiche
♦ Hai bisogno di controllare una fornitura di materiali plastici?
♦ Devi scoprire la composizione chimica dei polimeri campione?
♦ Sospetti che una fornitura possa essere contaminata?
♦ Vuoi sapere il grado di resistenza termica dei tuoi componenti?
MotivexLab, grazie alla strumentazione all’avanguardia di cui dispone, è in grado di fornirti tutte le risposte che ti servono sull’analisi dei tuoi campioni plastici e polimerici.
Grazie alla tecnologia DSC (Calorimetria a Scansione Differenziale) e FT-IR (Spettroscopia a Infrarossi ATR) possiamo verificare la qualità dei materiali polimerici in termini di composizione chimica e comportamento termico.
DSC (Calorimetria a Scansione Differenziale)
L’analisi DSC secondo UNI EN ISO 11357-1 (Materie plastiche – Calorimetria differenziale a scansione (DSC)) si esegue prelevando una piccola quantità di campione (circa 50 mg) che può essere sotto forma di pellet, polvere, film o prodotto finito.
Il campione viene pesato accuratamente e posto in un’apposita fornace dotata di riferimento e sottoposto a cicli riscaldamento-raffreddamento in condizioni controllate. L’analisi si svolge flussando la fornace con gas inerte (azoto) in modo da prevenire eventuali reazioni del campione con l’aria, durante il riscaldamento.
Lo strumento DSC presente in Motivexlab è capace di eseguire analisi da -70°C fino a 440°C, in questo modo si possono analizzare in modo efficace quasi tutti i polimeri comunemente utilizzati nel campo automotive come le PA (poliammidi), il co-polimero ABS (acrilonitrile-butadiene-stirene), i PC (policarbonati), elastomeri (gomme), PTFE (teflon).
L’analisi è volta a determinare le proprietà termiche del materiale, come temperatura di fusione/cristallizzazione, grado di cristallinità, transizione vetrosa, indagini di storia termica. Con l’analisi DSC si può determinare infatti se il campione in analisi è un polimero puro o una miscela di più polimeri, verificare se il campione è cristallino o amorfo, stabilire se vi siano presenti additivi (plastificanti).
FT-IR (Spettroscopia a Infrarossi ATR)
L’analisi FT-IR è una tecnica spettroscopica, che studia cioè la risposta di un campione quando questo viene colpito da radiazione elettromagnetica.
Questa tecnica si può applicare al campo dei materiali polimerici (e organici in generale) utilizzando una sorgente di radiazioni infrarosse (IR) nel campo medio-infrarosso da 4000 cm-1 a 400 cm-1, dato che queste sostanze possiedono una risposta (assorbimento) alla radiazione IR che varia a seconda delle caratteristiche chimiche del materiale.
L’analisi svolta secondo lo standard ASTM E1252-98 (2021) (Standard Practice for General Techniques for Obtaining Infrared Spectra for Qualitative Analysis) produce uno Spettro di assorbimento che è tipico della natura chimica del campione, questo può essere poi confrontato con delle librerie spettrali di campioni noti, in modo da risalire ai componenti organici presenti nel campione.
Lo strumento è dotato dell’accessorio ATR (dall’inglese attenuated total reflection”) che consiste in un porta-campioni piano dotato di un cristallo in diamante e possiede il vantaggio di essere in grado di analizzare campioni solidi, polveri, liquidi con una preparazione minima (evitando così possibili contaminazioni) e con un’ottima risoluzione.
Grazie a questo tipo di analisi il laboratorio è in grado di determinare se il campione corrisponde alle prescrizioni fornite dalla norma di prodotto, se sono presenti additivi o di determinare la natura di campioni ignoti.
Se hai bisogno di analizzare plastiche, polimeri, oli, lubrificanti o vernici chiamaci allo 011 93 70 516 oppure scrivi a laboratorio@motivexlab.com, verrai ricontattato dal tuo Assistente Tecnico Personale.
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P.S. Non tutti possono accedere a MotivexLab. Raggiunto il numero di clienti che siamo in grado di soddisfare giornalmente, siamo obbligati a chiudere le prenotazioni delle analisi, perché da noi nessuno deve aspettare per più di 24 ore per avere gli esiti delle prove sulla sua scrivania.