استاندارد جدید سال 2025 کوانتومتری آلومینیوم تغییرات آن نسبت به ورژن قبلی

---

Standard Test Method for Analysis of Aluminum and Aluminum Alloys by Spark Atomic Emission

استاندارد ASTM E1251 و نقش آن در تحلیل آلیاژهای آلومینیوم

در دنیای امروز که کیفیت مواد اولیه نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد، ایمنی و دوام محصولات صنعتی دارد، استانداردهای بین‌المللی تبدیل به ابزارهایی حیاتی در صنایع گوناگون شده‌اند. یکی از این استانداردها، ASTM E1251 است که به طور خاص برای تعیین ترکیب شیمیایی آلومینیوم و آلیاژهای آن طراحی شده است. این روش بر پایه فناوری طیف‌سنجی گسیلی با جرقه استوار است و جایگاه ویژه‌ای در صنایع مرتبط با فلزات سبک دارد.

آشنایی با مفهوم ASTM E1251

استاندارد ASTM E1251 که توسط سازمان آمریکایی ASTM International تدوین شده، یک روش آزمون دقیق برای تعیین مقدار عناصر مختلف در آلومینیوم و آلیاژهای آن به شمار می‌رود. این روش بر اساس تکنیکی به نام Spark-AES (Spark Atomic Emission Spectrometry) عمل می‌کند. در این تکنیک، با استفاده از جرقه الکتریکی، سطح نمونه فلزی تبخیر می‌شود و انرژی حاصل از این جرقه باعث تحریک اتم‌ها می‌گردد. اتم‌های تحریک‌شده، نورهایی در طول‌موج‌های خاص ساطع می‌کنند که نشان‌دهنده نوع و مقدار عناصر موجود در فلز هستند.

اهمیت این استاندارد در صنعت

تولید آلیاژهای آلومینیومی با خواص مکانیکی و فیزیکی قابل پیش‌بینی، مستلزم کنترل دقیق ترکیب شیمیایی آنهاست. هرگونه انحراف از مقادیر تعیین‌شده می‌تواند موجب کاهش مقاومت، شکل‌پذیری یا دوام قطعه شود. بنابراین، استفاده از روشی مانند ASTM E1251، که بتواند با سرعت و دقت بالا ترکیب عناصر را اندازه‌گیری کند، برای تولیدکنندگان امری ضروری است.

کاربردهای عملی ASTM E1251

از این استاندارد در طیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شود. در صنایع هوافضا، وجود عناصر خاص در آلیاژهای آلومینیوم به‌صورت کنترل‌شده، تأثیر مستقیم بر وزن، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی قطعات دارد. در خودروسازی، استفاده از آلومینیوم سبک و مقاوم در بدنه یا قطعات موتوری نیازمند پایش دقیق ترکیب شیمیایی است. حتی در فرآیندهای بازیافت آلومینیوم نیز از این روش برای شناسایی نوع آلیاژهای ورودی استفاده می‌شود.

همچنین در صنایع نورد، ریخته‌گری و اکستروژن، کنترل کیفیت مستمر بر اساس تحلیل‌های شیمیایی انجام‌شده با روش ASTM E1251 انجام می‌گیرد تا خواص مکانیکی نهایی قطعه تولیدی با استانداردهای جهانی مطابقت داشته باشد.

ویژگی‌ها و مزایای این روش

یکی از بزرگ‌ترین مزایای روش آزمون ASTM E1251، سرعت بالا در ارائه نتایج است. برخلاف روش‌های قدیمی‌تر که زمان‌بر بودند، این روش می‌تواند در چند ثانیه اطلاعات دقیقی درباره ترکیب فلز ارائه دهد. همچنین، قابلیت تحلیل هم‌زمان چندین عنصر، دقت بالا در سطوح کم‌مقدار، و امکان استفاده از آن در محیط‌های صنعتی، از دیگر مزایای آن به شمار می‌روند.

از سوی دیگر، نیاز به آماده‌سازی نمونه در این روش نسبتاً کم است و بسیاری از دستگاه‌های مدرن Spark-AES، امکان خودکارسازی بخش زیادی از فرآیند را فراهم کرده‌اند. این موضوع باعث کاهش خطای انسانی و افزایش تکرارپذیری آزمون‌ها می‌شود.

ASTM E1251 تنها یک روش آزمایشگاهی نیست، بلکه یک ابزار کلیدی برای تضمین کیفیت در زنجیره تولید آلیاژهای آلومینیومی است. از طراحی تا تولید و حتی در مراحل بازیافت، این استاندارد به عنوان یک مرجع قابل اعتماد برای تحلیل شیمیایی به کار می‌رود. بهره‌گیری از این استاندارد در صنایع، نه‌تنها باعث افزایش کیفیت و کارایی محصولات می‌شود، بلکه به شرکت‌ها کمک می‌کند تا در بازارهای جهانی رقابت‌پذیر باقی بمانند.

استاندارد ASTM E1251-24، که در ۱۵ دسامبر ۲۰۲۴ تصویب و در ژانویه ۲۰۲۵ منتشر شده است، جایگزین نسخه قبلی آن یعنی ASTM E1251-17a شده است. این استاندارد به روش آزمون برای تجزیه و تحلیل آلومینیوم و آلیاژهای آن با استفاده از طیف‌سنجی نشر اتمی با جرقه (Spark-AES) می‌پردازد. (img.antpedia.com, https://www.en-standard.eu)

تغییرات کلیدی در نسخه ۲۰۲۴ نسبت به نسخه ۲۰۱۷:

1. گسترش دامنه عناصر قابل اندازه‌گیری: در نسخه جدید، دامنه جرم-درصدی عناصر قابل اندازه‌گیری به‌روزرسانی شده است. به‌عنوان مثال:
   • آنتیموان (Sb): از ۰٫۰۰۱٪ تا ۰٫۰۰۳٪
   • آرسنیک (As): از ۰٫۰۰۱٪ تا ۰٫۰۰۶٪
   • بریلیم (Be): از ۰٫۰۰۰۴٪ تا ۰٫۲۴٪
   • بیسموت (Bi): از ۰٫۰۳٪ تا ۰٫۶٪
   • بور (B): از ۰٫۰۰۰۶٪ تا ۰٫۰۰۹٪
   • کلسیم (Ca): از ۰٫۰۰۰۲٪ تا ۰٫۰۴٪
   • کروم (Cr): از ۰٫۰۰۱٪ تا ۰٫۲۳٪
   • کبالت (Co): از ۰٫۴٪ تا ۱٫۶٪
   • مس (Cu): از ۰٫۰۰۱٪ تا ۵٫۵٪
   • گالیم (Ga): از ۰٫۰۲٪ تا ۰٫۱۱٪
   • آهن (Fe): از ۰٫۲٪ تا ۰٫۵٪
   • سرب (Pb): از ۰٫۰۴٪ تا ۰٫۶٪
   • لیتیوم (Li): از ۰٫۰۰۰۳٪ تا ۲٫۱٪
   • منیزیم (Mg): از ۰٫۰۳٪ تا ۵٫۴٪
   • منگنز (Mn): از ۰٫۰۰۱٪ تا ۱٫۲٪
   • نیکل (Ni): از ۰٫۰۰۵٪ تا ۲٫۶٪
   • فسفر (P): از ۰٫۰۰۳٪ تا ۰٫۰۱۷٪
   • سیلیکون (Si): از ۰٫۰۷٪ تا ۱۶٪
   • سدیم (Na): از ۰٫۰۰۳٪ تا ۰٫۰۲٪
   • استرانسیم (Sr): از ۰٫۰۳٪ تا ۱۱٫۰٪
   • قلع (Sn): از ۰٫۰۳٪ تا ۲۱٫۰٪
   • تیتانیوم (Ti): از ۰٫۰۰۱٪ تا ۰٫۱۲٪
   • وانادیوم (V): از ۰٫۰۰۲٪ تا ۰٫۰۲۲٪
   • روی (Zn): از ۰٫۰۰۲٪ تا ۵٫۷٪
   • زیرکونیوم (Zr): محدوده مشخص نشده است.
2. حذف جیوه از دامنه آزمون: در نسخه جدید، جیوه (Hg) به‌طور عمدی از دامنه آزمون حذف شده است. تحلیل جیوه در آلومینیوم با استفاده از روش Spark-AES توصیه نمی‌شود، زیرا وجود تداخل شدید از سوی آهن (Fe) باعث کاهش دقت در اندازه‌گیری جیوه می‌شود. گزارش نادرست جیوه می‌تواند فرآیند تولید آلومینیوم را که به‌عنوان فرآیندی بدون جیوه شناخته می‌شود، به خطر اندازد.(https://www.en-standard.eu)
3. به‌روزرسانی‌های ساختاری و ارجاعات: نسخه ۲۰۲۴ شامل به‌روزرسانی‌های ساختاری و ارجاعات به استانداردهای مرتبط مانند ASTM B985 برای نمونه‌برداری از محصولات آلومینیومی برای تحلیل ترکیب شیمیایی است. (img.antpedia.com)

نسخه ۲۰۲۴ استاندارد ASTM E1251 با گسترش دامنه عناصر قابل اندازه‌گیری، حذف جیوه از دامنه آزمون و به‌روزرسانی‌های ساختاری، دقت و قابلیت اطمینان در تحلیل ترکیب شیمیایی آلومینیوم و آلیاژهای آن را افزایش داده است. این تغییرات به‌ویژه برای صنایع مرتبط با آلومینیوم اهمیت دارد، زیرا امکان تحلیل دقیق‌تر و مطمئن‌تری را فراهم می‌کند.

مشاوره ایزو 17025 در آزمایشگاه کوانتومتری