Analyse von Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff in Metallen

Trägergas-Heißextraktion (auch Inertgas-Schmelzextraktion genannt) ist ein Analysenverfahren zur Bestimmung von Gasen wie Sauerstoff (O), Stickstoff (N) und Wasserstoff (H) in metallischen und nichtmetallischen Proben. Das Verfahren wird häufig in der Materialwissenschaft, der Metallurgie sowie in der Qualitätskontrolle von Metallen und Legierungen eingesetzt.

Funktionsweise der Trägergas-Heißextraktion:

1. Probenvorbereitung:
   • Eine kleine Probe (in Form von Spänen, Pulver oder festen Probenkörpern) wird gewogen und in den Probenhalter des Geräts eingebracht.
2. Schmelzen im Hochtemperaturofen:
   • Die Probe wird in einem Hochtemperaturofen bei Temperaturen bis zu 3.000 °C geschmolzen. Dabei werden die gasförmigen Bestandteile der Probe freigesetzt.
3. Extraktion mit Trägergas:
   • Ein Inertgas, häufig Helium oder Argon, dient als Trägergas und transportiert die freigesetzten Gase aus dem Ofen in das Detektionssystem. Das Trägergas verhindert zudem eine Reaktion der freigesetzten Gase mit der Umgebungsluft.
4. Gasdetektion und Quantifizierung:
   • Die freigesetzten Gase werden mit hochsensitiven Detektoren wie Infrarotsensoren (für Sauerstoff) oder Thermokonduktivitätsdetektoren (für Stickstoff und Wasserstoff) analysiert. Die Menge der freigesetzten Gase korreliert mit ihrer Konzentration in der Probe.

Vorteile der Trägergas-Heißextraktion:

• Hohe Präzision und Empfindlichkeit: Besonders für sehr geringe Konzentrationen im ppm- oder ppb-Bereich geeignet.
• Schnelle Analyse: Rasche Durchführung der Messungen, was in der Prozesskontrolle vorteilhaft ist.
• Breites Anwendungsspektrum: Geeignet für Metalle (z.B. Stahl, Aluminium, Titan), Legierungen, Keramiken und Pulvermaterialien.