Tecnologies de detecció de puresa per a metalls d’alta puresa

A continuació, es mostra una anàlisi completa de les últimes tecnologies, precisió, costos i escenaris d'aplicacions:

‌I. Darreres tecnologies de detecció‌

1. ‌Tecnologia d'acoblament ICP-MS/MS‌

• ‌Principi‌: utilitza espectrometria de masses en tàndem (MS/MS) per eliminar la interferència de la matriu, combinada amb un pretractament optimitzat (per exemple, digestió àcida o dissolució de microones), permetent la detecció de traça de les impureses metàl·liques i metaloides al nivell de PPB‌‌
• ‌Precisió‌: límit de detecció tan baix com ‌0,1 ppb‌, adequat per a metalls ultra-pures (≥99,999% de puresa) ‌
• ‌Costar‌: Alta despesa dels equips (‌~285.000 -285.000 -714.000 USD‌), amb exigents requisits de manteniment i operació

1. ‌ICP-OES d'alta resolució‌

• ‌Principi‌: quantifica les impureses analitzant els espectres d’emissions específics d’elements generats per l’excitació de plasma‌.
• ‌Precisió‌: detecta impureses a nivell de PPM amb un ampli rang lineal (5-6 ordres de magnitud), tot i que es pot produir una interferència de matriu‌.
• ‌Costar‌: Cost moderat dels equips (‌~143.000 -143.000 -286.000 USD‌), ideal per a metalls rutinaris d’alta puresa (99,9% –99,99% de puresa) en proves per lots.

1. ‌Espectrometria de masses de descàrrega de brillantor (GD-MS)‌

• ‌Principi‌: ionitza directament les superfícies de mostra sòlida per evitar la contaminació de solucions, permetent l’anàlisi de l’abundància d’isòtops.
• ‌Precisió‌: els límits de detecció arriben a ‌nivell PPT‌, dissenyat per a metalls ultra-pures de grau de semiconductors (≥99.9999% de puresa) ‌.
• ‌Costar‌: extremadament alt (‌> 714.000 dòlars USD‌), limitat a laboratoris avançats‌.

1. ‌Espectroscòpia fotoelectrònica de rajos X in situ (XPS)‌

• ‌Principi‌: Analitza els estats químics de la superfície per detectar capes d'òxid o fases de impuresa‌78.
• ‌Precisió‌: Resolució de profunditat a nanoescala però limitada a l’anàlisi superficial‌.
• ‌Costar‌: alt (‌~ 429.000 dòlars USD‌), amb manteniment complex‌.

‌Ii. Solucions de detecció recomanades‌

A partir del tipus de metall, del grau de puresa i del pressupost, es recomana les combinacions següents:

1. ‌Metalls ultra-pures (> 99,999%)‌

• ‌Tecnologia‌: ICP-MS/MS + GD-MS‌14
• ‌Avantatges‌: cobreix les impureses de les traça i l’anàlisi d’isòtops amb una màxima precisió.
• ‌Aplicacions‌: Materials de semiconductors, objectius de putografia.

1. ‌Metalls estàndard d’alta puresa (99,9%–99,99%)‌

• ‌Tecnologia‌: ICP-OES + Titració química‌24
• ‌Avantatges‌: rendible (‌Total ~ 214.000 dòlars USD‌), admet la detecció ràpida de diversos elements.
• ‌Aplicacions‌: llauna industrial d’alta puresa, coure, etc.

1. ‌Metalls preciosos (au, ag, pt)‌

• ‌Tecnologia‌: XRF + assaig de foc‌68
• ‌Avantatges‌: cribratge no destructiu (XRF) combinat amb validació química d’alta precisió; Cost total ‌~71.000-71.000-143.000 USD‌‌
• ‌Aplicacions‌: joieria, lingó o escenaris que requereixen integritat de la mostra.

1. ‌Aplicacions sensibles al cost‌

• ‌Tecnologia‌: Titració química + conductivitat/anàlisi tèrmica‌24
• ‌Avantatges‌: cost total ‌<29.000 dòlars USD‌, adequat per a pimes o cribratge preliminar‌.
• ‌Aplicacions‌: inspecció de matèries primeres o control de qualitat in situ.

‌Iii. Comparació de tecnologia i guia de selecció‌

‌Summary‌

• ‌Prioritat en precisió‌: ICP-MS/MS o GD-MS per a metalls d’ultra alta puresa, que requereixen pressupostos importants.
• ‌Eficiència de cost equilibrada‌: ICP-OES combinats amb mètodes químics per a aplicacions industrials rutinàries‌.
• ‌Necessitats no destructives‌: assaig de foc XRF + per a metalls preciosos‌.
• ‌Restriccions pressupostàries‌: titulació química combinada amb conductivitat/anàlisi tèrmica per a pimes‌