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【GDS微课堂-3】源于钢铁行业的“后起之秀”
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同学们，好久不见啦~ 先来汇报一下我最近的行程：赶制英文版《光谱系列入门知识》合集、筹备网络光谱讲座及9-10月在西安、成都举办的光谱入门课程… … 用一个词来概括，可谓“分身乏术”。 所以我试图寻找一个兼职助手，有兴趣的朋友记得留意近期的招聘启事哦。 那我们现在就开始上课啦！上周的课程还记得吗？ 和我一起来回顾下：GDS是近几年才逐渐流行起来的一种表面分析技术，能够帮助我们了解样品中的元素种类、样品的镀层结构、镀层深度是否均一、镀层界面是否有污染等信息，它可分析包括导体、半导体、非导体材料构成的薄/厚镀层等在内的几乎所有材料。 虽然说近几年才流行，但其实GDS早就用于钢铁行业检测分析了。早在1968年，Dr. Grimm将辉光光源与光谱仪耦联，便造就了GDS的雏形；随后法国一群研究人员首次将GDS用于镀锌板表面深度分析，自此开启了GDS在钢铁行业检测的事业版图。 凭借分析速度够快、没有污染、无需繁琐的样品制备而且还能快速获得任意深度元素含量等特点，GDS成功KO了当时盛行的化学分析方法，实现了在钢铁行业中的逆袭。 如今，在钢铁行业中GDS常被用于分析钢铁镀层产品（如镀锌钢板、硅钢、彩涂板等）和钢铁表面处理技术（如渗氮、渗碳、脱碳、离子注入、钝化、氧化、磷化等），此外也会用于基材分析。 接下来我就分别以钢铁常见镀层产品镀锌钢板、表面处理方法渗氮、基材成分为例，为大家讲解下GDS是如何对产品进行质量控制、材料筛选的。  作为钢厂的支柱产品，镀锌钢板中环境有害元素的含量及其质量的一致性都是我们的重点关注方向，如何通过GDS来hold住这两个重点呢？ 首先GDS可以快速获取钢板中的元素含量信息，帮助我们实现对镀锌钢板中环境有害元素的控制，这是入门级知识，就不赘述了。 接下来，我详细解说一下，如何利用GDS了解镀锌钢板的性能。 大家应该知道不同工艺会造成镀锌钢板合金层中铁和锌的比例不同，所以通过分析铁和锌的比例信息，我们可以轻易地推断出钢板的基本性能、产品是否合格。而获取铁和锌的比例信息，这对GDS来说，简直是小菜一碟。 简单的说，当GDS检测出钢板中铁的比例为20.5%~28%时，我们就得当心了！这说明这个镀锌层会很容易脱落、断裂。 上图是镀锌钢板的典型测试结果，通过这张图我们可以很直观地了解到样品各层的厚度、元素含量随深度的变化，以及任意深度各元素的具体含量，有了这些信息后，分析钢板的基本性能也就不是难事啦。  渗氮是通过一定方法使得氮原子渗入材料表层的一种技术，它能够改变样品表层的化学成分和组织，从而提高表层性能。如何测定材料的渗氮能力是很多材料研究人士的一大难题，现在我们一起来看看GDS的应对方法。 假设现在我们有10种材料，需要了解它们的渗氮能力。在相同的条件下，我们分别对这些材料进行注氮，然后用GDS测定氮元素的注入深度及注入量（如下图）。 10种材料在400℃渗氮后的GDS分析结果 对比测试结果后我们就会直观地发现：这10中材料渗氮能力大有不同，单晶材料由于结构致密，导致氮的深入深度以及渗入量都比多晶材料差。简单测试后，我们就可以快速筛选出合适的渗氮材料，是不是非常先进？  GDS除了分析钢铁镀层产品和钢铁表面技术外，偶尔也会做一些副业，比如用于分析基体材料的元素含量、做做原材料测定神马的、看看各元素的含量是否达标、是否在可接受范围。 您可别以为GDS的舞台就仅限于钢铁行业哦，半导体、锂电池、太阳能光伏电池等新型应用都是GDS的主打！担心信息量太大，我们下节课再讲讲GDS在锂电池中的应用。 没有作业的老师不是好老师，同学们，检测下你今天的学习成果如何？ Q：请根据下图结果，分析看看金属镀层有几层、每层有多厚、都含有些什么元素、元素的含量如何、镀层质量如何？  关注HORIBA Scientific微信公众号回复“钢铁”查看答案 课程结束后，别忘记分享哦！  GDS微课堂 GDS作为一种新型镀层元素分析技术，正逐渐在各个领域崭露头角。 6月8日起资深光谱专家Dr. JY 将通过HORIBA Scientific微信公众号，采用片段式教学，充分利用大家的碎片化时间，带领大家深度剖析GDS，学习新技术，提高实验效率。
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胖栋
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