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微小部を狙って元素の定性・定量分析を高感度で実施できます

製品開発・品質保証において、製品中の元素情報の把握は機械的特性(強度・硬度・耐摩耗性)、化学的特性(腐食耐性)、電気的特性(導電性)、安全性(有害元素の混入防止)を左右する重要な要素になります。一般的な元素分析法として XRF、ICP-OES、ICP-MS、SEM-EDX、TEM-EDX、XPS がありますが、今回、新たな元素分析法として ソリッドネブライザー(SN)ICP-MS を追加しました。
ソリッドネブライザーICP-MSは微小部(数百μmオーダー)を狙ってレーザーにて試料表面を削り、ppmオーダーの元素の含有量評価が可能です。今回は鉄鋼について定性・定量分析を行った事例をご紹介します(定性は1mm角、定量は0.5mm角の面積で実施)。

鉄鋼の定性分析と定量分析

定性分析は、LiからUについて「どの元素がおおよそどれくらい含有されているか」を評価するスクリーニング分析です。
鉄鋼の定性分析を行った結果、主構成元素(Fe・Cr・Mn・Ni・Cu・Al・Si・S・Mo)以外にCo・Ga・As・Snが数十ppmオーダーで、 V・Zn・Sb・W・Pbがppmオーダーで含まれていることが推測できました。

表1 鉄鋼のソリッドネブライザーICP-MSでの定性分析結果(μg/g=ppm)

図1 鉄鋼のソリッドネブライザーICP-MS定性結果(スペクトルビュー)

定量分析は、対象元素について測定条件を最適化し、高い再現性と信頼性を確保した含有量分析です。鉄鋼の認証元素(P・S・Cr・Mn・Ni・Cu・Mo)について定量分析を行った結果、認証値とほぼ一致する値が得られました。

表2 鉄鋼のソリッドネブライザーICP-MSでの定量分析結果(μg/g=ppm)

以上の事より、ソリッドネブライザーICP-MSは指定箇所を狙った高感度元素分析(定性・定量)に非常に有効です。

その他の応用

  • 表面処理層や製品表面の元素分析(定性・定量分析および深さ方向・平面方向での元素分布評価)

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