在環境空氣下快速分析油液中的磨損金屬

更新時間：2025-10-13

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01 背景

監測潤滑油、機油及其他機器流體中磨損金屬的存在是一種預防性措施，用于識別發動機潛在問題。

早期檢測潤滑油和潤滑脂中的磨損金屬可以避免高價值發動機、齒輪、發電機、渦輪機等設備遭受昂貴損壞和停機。

02 實驗儀器

本應用使用的ARL QUANT’X EDXRF光譜儀配備了一個50 kV、50 W的銀靶X射線管和最新一代的硅漂移探測器（SDD）。

ARL QUANT’X采用初級濾波輻射激發樣品。九種專門設計的濾波器組可優化從F到Am元素的峰背比，確保ARL QUANT’X能夠輕松適應不同應用或元素范圍。

ARL QUANT’X EDXRF光譜儀

03 激發條件

表1顯示了用于分析的激發條件。使用了三種不同的濾波條件以覆蓋14種元素。每種條件的活時間為100秒。

表1. 油液中磨損金屬的激發條件

圖1展示了使用Mid Zc條件（優化用于激發銅、鋅和鉛，同時也能激發其他常見磨損金屬）對含有50 ppm多種目標元素的樣品測得的典型光譜。

圖1. 對含50 ppm磨損金屬油樣的典型光譜

04 實驗過程

使用Conostan S21 50 ppm標準品，以75 cSt空白油（同樣來自Conostan）稀釋，制備了10 ppm、20 ppm、50 ppm三個濃度水平和空白樣，建立了凈強度與濃度的線性校準曲線，并確定了檢測限。

圖2a和圖2b展示了鈦（Ti）和鎳（Ni）的校準曲線，其均方根誤差（RMSE）分別為0.6 ppm（Ti）和0.2 ppm（Ni）。

圖2a. 鈦(Ti)元素的計算濃度與實際濃度對比圖

圖2b. 鎳(Ni)元素的計算濃度與實際濃度對比圖

為確定檢測限（LoD），用3克空白油填充了10個XRF樣品杯。LoD計算為各元素濃度標準偏差的三倍。表2列出了其他目標元素的RMSE值。

表2. 油液中磨損金屬的濃度范圍、RMSE及檢測限值

05 結論

ARL QUANT’X EDXRF光譜儀的獨特性能能夠快速、準確且可重復地監測潤滑油、機油及機器流體中的磨損金屬。

此類樣品可在環境空氣下進行分析，操作便捷，縮短了分析時間，并節省了昂貴的氦氣消耗成本。