EN 15022 ทองแดงและโลหะผสมทองแดง - การหาปริมาณดีบุก

มาตรฐานยุโรป “EN 15022 ทองแดงและโลหะผสมทองแดง - การหาปริมาณดีบุก” ประกอบด้วยหัวข้อย่อยต่อไปนี้ซึ่งเผยแพร่ภายใต้ชื่อเดียวกัน:

• มาตรฐาน “EN 15022-1 ส่วนที่ 1: วิธีการไทเทรต” ยังไม่ได้รับการเผยแพร่
• มาตรฐาน “EN 15022-2 ส่วนที่ 2: วิธีการวัดด้วยสเปกโทรโฟโตเมตรี” อธิบายถึงวิธีการวัดด้วยสเปกโทรโฟโตเมตรีสำหรับการหาปริมาณดีบุกในทองแดงและโลหะผสมทองแดงในรูปทรงดิบ แปรรูป และหล่อ วิธีนี้ใช้ได้กับผลิตภัณฑ์ที่มีเปอร์เซ็นต์มวลดีบุกระหว่าง 0,005% ถึง 0,5% (ระดับดีบุกต่ำถึงปานกลาง) มาตรฐานนี้อิงตามหลักการสกัดด้วยเมทิลไอโซบิวทิลคีโตนและการหาปริมาณด้วยสเปกโทรโฟโตเมตรีของสารประกอบดีบุก-เควอร์เซตินสีเหลืองที่ความยาวคลื่น 440 นาโนเมตร

วิธีการนี้ใช้ในการหาปริมาณดีบุกในทองแดงและโลหะผสมทองแดง และสามารถใช้ได้กับผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้:

• ผลิตภัณฑ์ดิบ (เช่น แท่งโลหะ)
• ผลิตภัณฑ์แปรรูป (เช่น แท่ง แผ่น ท่อ)
• ผลิตภัณฑ์หล่อขึ้นรูป

ดีบุกเป็นธาตุผสมที่สำคัญในโลหะบรอนซ์ (โลหะผสมทองแดง-ดีบุก) โลหะบรอนซ์ฟอสฟอรัส และทองเหลือง ช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อน และคุณสมบัติการสึกหรอ

วิธีการวัดด้วยสเปกโทรโฟโตเมตรีประกอบด้วยวิธีการดังต่อไปนี้:

• ตัวอย่างเช่น การละลายในส่วนผสมของกรดที่เหมาะสม (โดยทั่วไปคือกรดไฮโดรคลอริก และอาจใช้กรดอื่นๆ เพื่อละลายโลหะผสมให้หมด)
• ลดดีบุกให้มีสถานะออกซิเดชันที่เฉพาะเจาะจง
• การสร้างสารเชิงซ้อนที่มีสีกับดีบุกโดยใช้รีเอเจนต์ (โดยทั่วไปคือฟีนิลฟลูออโรนหรือสารประกอบที่คล้ายกันซึ่งให้สีที่วัดได้กับไอออนของดีบุก)
• การวัดค่าการดูดกลืนแสงของสารละลายสีที่ความยาวคลื่นเฉพาะโดยใช้เครื่องสเปกโทรโฟโตมิเตอร์
• ในการหาปริมาณดีบุก จะนำค่าการดูดกลืนแสงไปเปรียบเทียบกับกราฟสอบเทียบที่จัดทำขึ้นจากสารละลายดีบุกมาตรฐาน

วิธีนี้มีความไวและความแม่นยำสูงสำหรับความเข้มข้นของดีบุกต่ำ และให้ความสามารถในการเลือกจำแนกที่ดีเมื่อมีธาตุอื่นๆ ที่มักพบในโลหะผสมทองแดง (เช่น สังกะสี ฟอสฟอรัส ตะกั่ว) ปะปนอยู่ด้วย

การหาปริมาณดีบุกอย่างแม่นยำมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ:

• เป็นไปตามข้อกำหนดของโลหะผสม
• การรับประกันคุณภาพในงานประยุกต์ใช้ต่างๆ เช่น ตลับลูกปืน สปริง อุปกรณ์ทางทะเล และชิ้นส่วนไฟฟ้า ซึ่งดีบุกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
• เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ เช่น ความเปราะแตกง่ายที่เกิดจากดีบุกมากเกินไป หรือการนำไฟฟ้าลดลงเนื่องจากสิ่งเจือปน

มาตรฐานประเภทนี้ได้รับการประสานให้สอดคล้องกันทั่วทั้งยุโรป และสามารถนำไปใช้ในระดับประเทศได้

• มาตรฐาน “EN 15022-3 ส่วนที่ 3: ปริมาณดีบุกต่ำ - วิธีการสเปกโทรเมตรีการดูดกลืนอะตอมด้วยเปลวไฟ (FAAS)” อธิบายถึงวิธีการสเปกโทรเมตรีการดูดกลืนอะตอมด้วยเปลวไฟ (FAAS) สำหรับการหาปริมาณดีบุกในทองแดงและโลหะผสมทองแดงในผลิตภัณฑ์ดิบ ผลิตภัณฑ์แปรรูป และผลิตภัณฑ์หล่อ วิธีนี้ใช้ได้กับผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณดีบุกต่ำระหว่าง 0,001% ถึง 0,6% โดยมวล

วิธีการทดสอบนี้อิงตามหลักการดังต่อไปนี้:

• ละลายตัวอย่างทดสอบในกรดไฮโดรคลอริกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
• การสกัดดีบุกเข้าสู่เฟสอินทรีย์โดยใช้สารละลายไตรออกทิลฟอสฟีนออกไซด์และเมทิลไอโซบิวทิลคีโตน จากนั้นดูดสารละลายอินทรีย์เข้าไปในเปลวไฟไนตรัสออกไซด์/อะเซทิลีนของเครื่องสเปกโทรเมตรดูดกลืนอะตอม
• การวัดการดูดกลืนแสงของเส้นสเปกตรัม 286,3 นาโนเมตร ที่ปล่อยออกมาจากหลอดแคโทดดีบุกกลวง

มาตรฐานนี้ใช้สำหรับการหาปริมาณดีบุกในทองแดงและโลหะผสมทองแดงในรูปแบบต่างๆ ได้แก่ ทองแดงดิบ (เช่น แท่งโลหะ) ทองแดงแปรรูป (เช่น แผ่น แท่ง ท่อ) และผลิตภัณฑ์หล่อ

มาตรฐานนี้ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอัตราส่วนมวลดีบุกต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0,001% ถึง 0,6% (ขีดจำกัดที่แน่นอนอาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับการสอบเทียบและการรบกวน แต่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในระดับปริมาณน้อยมาก ซึ่งวิธีการอื่น ๆ ขาดความแม่นยำ)

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะผสมที่มีปริมาณดีบุกน้อย เช่น ทองแดงหรือทองเหลืองที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงบางชนิด ซึ่งดีบุกมีอยู่เป็นสิ่งเจือปนหรือเป็นสารเติมแต่งในปริมาณเล็กน้อย

สเปกโทรเมตรีการดูดกลืนอะตอมด้วยเปลวไฟ (FAAS) เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการวิเคราะห์เพื่อหาปริมาณธาตุต่างๆ FAAS มีความไว ความแม่นยำ และความเร็วที่ดีสำหรับการวิเคราะห์ดีบุกในปริมาณน้อย ทำให้เป็นวิธีการที่เหมาะสมกว่าสำหรับการควบคุมคุณภาพในงานประจำเมื่อเทียบกับวิธีการทางเคมีแบบเปียกแบบดั้งเดิม

การวิเคราะห์ดีบุกอย่างแม่นยำมีความจำเป็นสำหรับสิ่งต่อไปนี้:

• การตรวจสอบความสอดคล้องกับข้อกำหนดของโลหะผสม
• เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพของวัสดุในการใช้งานต่างๆ เช่น ขั้วต่อไฟฟ้า (ใช้ดีบุกในปริมาณต่ำเพื่อการนำไฟฟ้า) อุปกรณ์ทางทะเล หรือตลับลูกปืน (ควบคุมปริมาณดีบุกเพื่อความทนทานต่อการสึกหรอ)
• การตรวจจับสิ่งเจือปนของดีบุกในปริมาณเล็กน้อย ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณสมบัติ เช่น ความยืดหยุ่น หรือความสามารถในการขึ้นรูปด้วยความร้อน
• มาตรฐาน “EN 15022-4 ส่วนที่ 4 ปริมาณดีบุกระดับกลาง - วิธีการดูดกลืนแสงอะตอมด้วยเปลวไฟ (FAAS)” อธิบายถึงวิธีการดูดกลืนแสงอะตอมด้วยเปลวไฟ (FAAS) สำหรับการหาปริมาณดีบุกในทองแดงและโลหะผสมทองแดงในผลิตภัณฑ์ดิบ ผลิตภัณฑ์แปรรูป และผลิตภัณฑ์หล่อ วิธีนี้ใช้ได้กับผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาณดีบุกระดับกลางระหว่าง 0,2% ถึง 3,0%

วิธีการทดสอบนี้อิงตามหลักการดังต่อไปนี้:

• นำตัวอย่างทดสอบละลายในกรดไฮโดรคลอริกและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ จากนั้นเจือจางให้เหมาะสม และดูดเข้าไปในเปลวไฟไนตรัสออกไซด์/อะเซทิลีนของเครื่องสเปกโทรเมตรแบบดูดกลืนอะตอม
• การดูดกลืนแสงความยาวคลื่น 286,3 นาโนเมตร ที่ปล่อยออกมาจากหลอดแคโทดกลวงดีบุก

มาตรฐานนี้ใช้กับการหาปริมาณดีบุกในทองแดงและโลหะผสมทองแดงในทุกรูปแบบผลิตภัณฑ์ รวมถึงวัตถุดิบ (เช่น แท่งโลหะ) ผลิตภัณฑ์แปรรูป (เช่น แท่ง แผ่น ท่อ ลวด) และผลิตภัณฑ์หล่อ

มาตรฐานนี้มุ่งเป้าไปที่อัตราส่วนมวลดีบุกระดับปานกลางโดยเฉพาะ ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 0,2% ถึง 3% (หรือสูงกว่านั้นได้ขึ้นอยู่กับการเจือจางและการปรับเทียบ เหมาะสำหรับโลหะผสม เช่น ดีบุกบรอนซ์ ซึ่งดีบุกเป็นสารเติมแต่งที่สำคัญ)

ดีบุกเป็นองค์ประกอบสำคัญในโลหะผสม เช่น ฟอสฟอร์บรอนซ์หรือทองเหลือง ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความทนทานต่อการสึกหรอ และคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนในงานต่างๆ เช่น ตลับลูกปืน เฟือง วาล์ว และชิ้นส่วนสำหรับเรือเดินทะเล

สเปกโทรเมตรีการดูดกลืนอะตอมด้วยเปลวไฟ (FAAS) เป็นเทคนิคมาตรฐานในห้องปฏิบัติการสำหรับการวิเคราะห์ธาตุที่มีความไวสูง ขั้นตอนหลักมีดังนี้:

• การละลายตัวอย่าง: ตัวอย่างโลหะผสมจะถูกละลายโดยใช้ส่วนผสมของกรด (โดยทั่วไปคือกรดไนตริกหรือกรดไฮโดรคลอริก) เพื่อปลดปล่อยดีบุกออกมาในสารละลาย ในขณะที่ควบคุมเมทริกซ์ทองแดงไว้
• การเตรียมการสำหรับการวิเคราะห์: การเจือจางและการเติมสารปรับแต่งเมทริกซ์หรือสารปลดปล่อยที่จำเป็น เพื่อลดการรบกวนจากทองแดงหรือธาตุอื่นๆ ให้เหลือน้อยที่สุด
• การทำให้เป็นละอองและการวัด: สารละลายจะถูกดูดเข้าไปในเปลวไฟของอากาศ-อะเซทิลีนหรือไนตรัสออกไซด์-อะเซทิลีน (โดยปกติจะนิยมใช้แบบหลังมากกว่าสำหรับดีบุกเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนทางเคมี) อะตอมของดีบุกจะดูดซับแสงจากหลอดแคโทดกลวงที่ความยาวคลื่นเฉพาะ (โดยปกติคือ 224,6 นาโนเมตร หรือ 286,3 นาโนเมตร)
• การหาปริมาณ: วัดค่าการดูดกลืนแสงและเปรียบเทียบกับกราฟสอบเทียบที่ได้จากสารมาตรฐานดีบุกที่ทราบค่า โดยใช้การจับคู่เมทริกซ์เพื่อให้แน่ใจในความถูกต้อง
• การจัดการการรบกวน: เทคนิคการแก้ไขพื้นหลังจะจัดการกับการทับซ้อนที่อาจเกิดขึ้นจากธาตุผสมอื่นๆ

สำหรับระดับดีบุกปานกลาง วิธี FAAS นี้ให้ความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมและเร็วกว่าวิธีการแบบดั้งเดิม ทำให้เหมาะสำหรับการทดสอบและรับรองวัสดุในโรงหล่อเป็นประจำ

การกำหนดปริมาณดีบุกที่เชื่อถือได้จะช่วยให้สามารถดำเนินการดังต่อไปนี้:

• เป็นไปตามมาตรฐานองค์ประกอบ
• คุณสมบัติของวัสดุที่เหมาะสม: ปริมาณดีบุกน้อยเกินไปจะลดความแข็งแรง ส่วนปริมาณดีบุกมากเกินไปอาจทำให้วัสดุเปราะได้
• คุณภาพในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ยานยนต์ การบินและอวกาศ ระบบประปา และวิศวกรรมไฟฟ้า

มาตรฐานที่นำมาใช้ในระดับประเทศนี้ส่งเสริมความสอดคล้องทั่วทั้งยุโรป

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงตามที่ลูกค้าต้องการ และให้ความช่วยเหลือในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบแก่ธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน "EN 15022 ทองแดงและโลหะผสมทองแดง - การหาปริมาณดีบุก" อีกด้วย