Tālāk ir sniegta visaptveroša jaunāko tehnoloģiju, precizitātes, izmaksu un lietojuma scenāriju analīze.
es. Jaunākās noteikšanas tehnoloģijas
- ICP-MS/MS savienojuma tehnoloģija
- Princips: izmanto tandēma masas spektrometriju (MS/MS), lai novērstu matricas traucējumus, apvienojumā ar optimizētu pirmapstrādi (piemēram, skābes gremošanu vai šķīdināšanu mikroviļņu krāsnī), ļaujot ppb līmenī noteikt metālu un metaloīdu piemaisījumu pēdas.
- Precizitāte: noteikšanas robeža tik zema kā 0,1 ppb, piemērots īpaši tīriem metāliem (≥99,999% tīrības pakāpe)
- Izmaksas: lieli aprīkojuma izdevumi (~285 000–285 000–714 000 USD), ar stingrām apkopes un ekspluatācijas prasībām
- Augstas izšķirtspējas ICP-OES
- Princips: nosaka piemaisījumu daudzumu, analizējot elementam raksturīgos emisijas spektrus, ko rada plazmas ierosme.
- Precizitāte: nosaka ppm līmeņa piemaisījumus plašā lineārā diapazonā (5–6 kārtas), lai gan var rasties matricas traucējumi.
- Izmaksas: mērenas aprīkojuma izmaksas (~143 000–143 000–286 000 USD), ideāli piemērots parastajiem augstas tīrības pakāpes metāliem (99,9–99,99 % tīrības pakāpe) partijas testēšanā.
- Kvēlizlādes masas spektrometrija (GD-MS)
- Princips: tieši jonizē cieto paraugu virsmas, lai izvairītos no šķīduma piesārņojuma, ļaujot veikt izotopu pārpilnības analīzi.
- Precizitāte: tiek sasniegtas noteikšanas robežasppt līmenī, paredzēts pusvadītāju klases īpaši tīriem metāliem (≥99,9999% tīrības pakāpe).
- Izmaksas: ļoti augsts (> 714 000 USD), attiecas tikai uz progresīvām laboratorijām.
- In-Situ rentgena fotoelektronu spektroskopija (XPS)
- Princips: analizē virsmas ķīmiskos stāvokļus, lai noteiktu oksīdu slāņus vai piemaisījumu fāzes78.
- Precizitāte: nanomēroga dziļuma izšķirtspēja, bet ierobežota ar virsmas analīzi.
- Izmaksas: augsts (~ 429 000 USD), ar sarežģītu apkopi.
II. Ieteicamie noteikšanas risinājumi
Pamatojoties uz metāla tipu, tīrības pakāpi un budžetu, ir ieteicamas šādas kombinācijas:
- Īpaši tīri metāli (>99,999%)
- Tehnoloģija: ICP-MS/MS + GD-MS14
- Priekšrocības: ar visaugstāko precizitāti aptver netīrumus un izotopu analīzi.
- Lietojumprogrammas: pusvadītāju materiāli, izsmidzināšanas mērķi.
- Standarta augstas tīrības pakāpes metāli (99,9–99,99%)
- Tehnoloģija: ICP-OES + ķīmiskā titrēšana24
- Priekšrocības: Rentabls (kopā ~ 214 000 USD), atbalsta vairāku elementu ātru noteikšanu.
- Lietojumprogrammas: rūpnieciska augstas tīrības pakāpes alva, varš utt.
- Dārgmetāli (Au, Ag, Pt)
- Tehnoloģija: XRF + ugunsdrošības tests68
- Priekšrocības: Nesagraujošā skrīninga (XRF) pārī ar augstas precizitātes ķīmisko validāciju; kopējās izmaksas~71 000–71 000–143 000 USD
- Lietojumprogrammas: rotaslietas, dārgmetāli vai scenāriji, kuriem nepieciešama parauga integritāte.
- Izmaksu jutīgas lietojumprogrammas
- Tehnoloģija: ķīmiskā titrēšana + vadītspēja/termiskā analīze24
- Priekšrocības: kopējās izmaksas< 29 000 USD, piemērots MVU vai sākotnējai pārbaudei.
- Lietojumprogrammas: izejvielu pārbaude vai kvalitātes kontrole uz vietas.
III. Tehnoloģiju salīdzināšanas un atlases rokasgrāmata
| Tehnoloģija | Precizitāte (noteikšanas robeža) | Izmaksas (aprīkojums + apkope) | Lietojumprogrammas |
| ICP-MS/MS | 0,1 ppb | Ļoti augsts (>428 000 USD) | Īpaši tīra metāla pēdu analīze15 |
| GD-MS | 0,01 ppt | Extreme (> 714 000 USD) | Pusvadītāju klases izotopu noteikšana48 |
| ICP-OES | 1 ppm | Vidēji (143 000–143 000–286 000 USD) | Partijas pārbaude standarta metāliem56 |
| XRF | 100 ppm | Vidēja (71 000–71 000–143 000 USD) | Nesagraujošā dārgmetālu sijāšana68 |
| Ķīmiskā titrēšana | 0,1% | Zems (<14 000 USD) | Zemu izmaksu kvantitatīvā analīze24 |
Kopsavilkums
- Prioritāte precizitātei: ICP-MS/MS vai GD-MS īpaši augstas tīrības metāliem, kas prasa ievērojamus budžetus.
- Līdzsvarota izmaksu efektivitāte: ICP-OES apvienojumā ar ķīmiskām metodēm ikdienas rūpnieciskiem lietojumiem.
- Nesagraujošās vajadzības: XRF + ugunsdrošības tests dārgmetāliem.
- Budžeta ierobežojumi: ķīmiskā titrēšana kopā ar vadītspējas/termisko analīzi MVU
Izlikšanas laiks: 25.03.2025