元素分析仪在航空航天行业的应用

    飞机是一种复杂的交通工具，必须满足许多要求。首先，它应该对乘客、飞行员和所有在它周围工作的人都是安全的。使用的材料应该是低磨损的，并且在不同的气候条件下都是坚固的。此外，整架飞机的机械载荷能力必须足够高，以适应大量的起飞和着陆程序。除了安全方面，经济因素也发挥了作用。例如，燃料消耗应尽可能低，一般来说，购置成本应在可承受的范围内。

     用于航空部件的原材料需要满足许多要求。为了验证所需材料属性并确保最大安全性，每个部件都经过严格的测试。质量控制过程的一部分包括机械性能的测试，如抗拉强度或弹性，以及化学成分的确定。对航空航天工业中使用的材料进行化学分析的一个重要部分是测量对材料属性有重大影响的气体，如氧气 (O)、氮气 (N) 和氢气 (H)。

     钛是地球上最常见的元素之一，由于其特别的机械性能，钛及其合金特别适用于航空航天应用。首先，钛的密度比钢低60%，这使得钛成为一种轻质材料。低重量导致燃料消耗减少。其次，良好的耐热和耐腐蚀性确保了长寿命和发动机安全性。第三，低脆性和低热膨胀允许将钛及其合金与CFRP（碳纤维增强塑料）结合使用。钛和钛合金主要用于飞机的空气框架或发动机等技术关键部件。

     尽管有这些优势，但仍需要考虑氧气、氮气和氢气会对钛的机械性能产生的负面影响。随着氧浓度的增加，钛材料变得更硬，更容易产生裂纹。随着氢含量的增加，钛材料失去延展性，钛表面会剥落。

    鉴于原材料的氧、氮和氢含量对飞机中的安全相关部件有很大的影响，因此可靠的测量这些元素浓度是至关重要的。ELTRA的元素分析仪ONH-p以其强大的电极炉和宽量程探测器非常适合测量钢和钛样品中低、高浓度的这些气体。

     ELTRA的元素分析仪ONH-p高灵敏度的非色散红外检测器和热导检测器能够检测从极低ppm到高百分含量的元素含量，给出可靠的结果。ONH-p的电极炉，也称为脉冲炉，在高达3000°C的温度下熔化钛样品，感应功率高达8.5 kw。 ONH-p可以处理任何固体形状的样品，如棒状、粉末状以及颗粒状材料都能很好的应用，可以直接分析重量高达2000mg的颗粒样品。ONH-p符合所有相关国际标准的要求，易于操作，维护方便。

     其工作原理为将样品称量后放入进样口。用载气脱气以防止大气气体(氧气和氮气)进入炉膛。 石墨坩埚在分析仪的脉冲炉中脱气，以减少可能的污染(如残余氢)。仪器稳定后，钛样品被投入坩埚中并熔化。一氧化碳是由石墨坩埚中的碳与样品中的氧反应而产生的，并释放氢气和氮气转化为元素形式。载气(氦气)和样品气体通过过滤器，然后氧化铜催化剂将一氧化碳转化为二氧化碳。 二氧化碳是通过红外检测器来测定氧含量的。用化学方法去除二氧化碳和水，在热导检测器中测量氮含量。在氢气分析的情况下，载气氮气以及样品气体通过舒茨试剂而不是氧化铜催化剂。作为另外一种选择，经济型的氩气可以用来测定分析过程中的氧和氮含量。