解决方案|ARL easySpark 1160在铝合金Sc元素检测中的应用

上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。

Al-Li合金是一种低密度、高性能的新型结构材料，它比常规铝合金的密度低10％，而弹性却提高了10％，比强度和比刚度高，低温性能好，还具有良好的耐腐蚀性能和非常好的超塑性。铝锂合金主要为飞机和航空航天设备的减重而研制的，因此也主要应用与航空航天领域，还应用于军械和核反应堆用材，坦克穿甲弹，鱼雷和其它兵器结构件方面，此外在汽车、机器人等领域也有充分运用。

但是Al-Li合金韧性、塑性较常规铝合金低，热稳定性差等。为此，科学家在Al-Li合金成分优化及微量元素优化方面进行了大量工作。科学家发现铝台金中加入微量Sc元素后合添加Sc、Zr元素，能全面改善合金的组织和性能。Sc元素在铝合金凝固过程中形成Al-Sc粒子，Al-Sc粒子本身细小均匀，可以细化铸态组织，从而改善铝合金的焊接性能，提升铝合金强度。在过渡族元素中，对铝合金组织细化效果好的是 Sc，其次才是 Ti、Zr、V。

图1 铝的晶粒大小与晶粒细化剂反应参数 Ω 的关系
 

图2是四种铝合金在添加不同含量Sc元素后，在光学显微镜下的铸态显微组织。由图a可见，不含Sc的S-00合金晶间分布着连续的黑色第二相和少量晶內第二相。有图b、c、d可以看到，添加Sc后，合金组织中的Al晶粒得到不同程度的细化。可以看出当加入Sc质量分数在0.15%时合金的晶粒细化效果最佳。

目前传统的直读光谱仪还不能检测Sc元素，为了客户对新材料，新技术的检测需求，全新技术的ARL easySpark 1160 全谱直读光谱仪可选配钪（Sc）元素曲线，可以快速检测钢铁及合金中0.01 ~ 0.27%的钪（Sc）元素量，满足客户对新型铝合金材料检测。在检测钪（Sc）元素的同时，检测其他合金元素。一台设备，多种功能，满足客户需求，降低客户购买设备的成本，提高客户检测效率，可谓一机多用。

全新的ARL easySpark 1160 使用定制镀膜CCD，提升透光率，总像素高达26000，而传统CCD只有2000~4000像素。除此之外，它还采用独特的半导体制冷，CCD的工作温度＜10℃，相对于传统CCD工作温度30~40℃，极大的降低仪器的暗电流，提升仪器的检测下限。