{"id":3461,"date":"2021-12-31T10:12:14","date_gmt":"2021-12-31T10:12:14","guid":{"rendered":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/?p=3461"},"modified":"2022-10-06T09:42:24","modified_gmt":"2022-10-06T09:42:24","slug":"magneti-permanenti-determinazione-degli-elementi-metallici-tramite-hr-icp-oes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fkv.it\/strumentazionedalaboratorio\/2021\/12\/31\/magneti-permanenti-determinazione-degli-elementi-metallici-tramite-hr-icp-oes\/","title":{"rendered":"Magneti permanenti al neodimio: analisi delle componenti"},"content":{"rendered":"\n

I magneti permanenti sono utilizzati in moltissimi contesti e settori industriali<\/strong> come, ad esempio, le turbine eoliche<\/strong>, i motori dei veicoli elettrici<\/strong>, le illuminazioni<\/strong> e in tantissimi altri dispositivi elettronici<\/strong>, come cellulari, TV o Hard Disk e\/o la strumentazione medica.<\/p>\n\n\n\n

Magneti al Neodimio<\/h2>\n\n\n\n

Attualmente la migliore tecnologia a disposizione per un magnete permanente \u00e8 sicuramente quella al neodimio, perch\u00e9 nettamente superiore ai tradizionali composti magnetici a base di alluminio, cobalto e nichel o ai magneti in ferrite. I magneti al neodimio<\/strong> sono anche sensibilmente pi\u00f9 economici se li compariamo a quelli a base di terre rare (REE)<\/a>, ad esempio di samario-cobalto.<\/p>\n\n\n\n

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I principali componenti dei magneti a base di neodimio – oltre a quest\u2019ultimo – sono il ferro e il boro, presenti come Nd2<\/sub>Fe14<\/sub>B.<\/strong> Per quanto riguarda gli additivi usati maggiormente troviamo disprosio, terbio o altri REE che permettono di aumentare la temperatura di curie, ovvero la temperatura nella quale un composto magnetico perde le sue propriet\u00e0 magnetiche. Disporre di una temperatura di curie pi\u00f9 elevata significa poter utilizzare il magnete in condizioni ambientali pi\u00f9 estreme<\/strong>, e questa possibilit\u00e0 di analisi per alcuni prodotti risulta essere molto importante.<\/p>\n\n\n\n

Inoltre, i magneti al neodimio si corrodono facilmente in ambienti umidi, caustici o acidi e per questo motivo risulta necessario applicare dei film di rivestimenti protettivi di metallo come le leghe di nichel o di nichel-cobalto tramite dei processi galvanici. Bisogna sempre considerare che lo spessore dello strato applicato \u00e8 direttamente proporzionale al livello di protezione del magnete rispetto proprio alla corrosione.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Analisi dei componenti<\/h2>\n\n\n\n

Esiste quindi una relazione diretta tra le caratteristiche funzionali e di applicabilit\u00e0 dei magneti permanenti e tutti i suoi componenti principali (Neodimio, Ferro e Boro), gli additivi (Disprosio, Terbio e REE) e il suo rivestimento protettivo<\/strong> con gli elementi<\/strong> sopra descritti. <\/p>\n\n\n\n

Conseguentemente nei processi produttivi di un magnete permanente avvengono numerosi controlli di questi elementi: lo strumento ideale per effettuarle \u00e8 sicuramente l\u2019ICP OES<\/a> in quanto pu\u00f2 determinare sia elementi in concentrazione elevata che presenti in tracce.<\/p>\n\n\n\n

Perch\u00e9 un ICP OES ad <\/strong>alta risoluzione<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
\"plasma<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Le terre rare e molti metalli di transizione sono caratterizzati da spettri ricchi di interferenze spettrali con altri analiti.<\/strong> Ad esempio, alti contenuti di ferro, neodimio, disprosio e terbio producono numerose righe di emissione che si sovrappongono nella determinazione di altri metalli. Dato lo scenario analitico complesso, \u00e8 molto importante potersi affidare ad un ICP OES ad alta risoluzione<\/strong> in modo da poter risolvere tutte le linee di emissione degli analiti di interesse anche in soluzioni poco diluite, senza per\u00f2 compromettere la sensibilit\u00e0 finale necessaria per i metalli a basse concentrazioni. Il plasma ottico ICP OES Plasma Quant 9100 Elite di Analytik Jena<\/a> offre una risoluzione spettrale di 2pm a 200nm<\/strong>, in grado di separare gli analiti da qualsiasi altre riga emissiva presente nel suo dintorno spettrale. In aggiunta, grazie al generatore RF da 40 MHz<\/strong> ed alla torcia verticale V-Shuttle, \u00e8 possibile lavorare con soluzioni poco diluite in modo affidabile.<\/p>\n\n\n\n

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La figura 2<\/em> mostra gli spettri di neodimio e boro in cui sono presenti picchi potenzialmente interferenti in prossimit\u00e0 dell’analita: questi ulteriori righe emissive sono risolte direttamente grazie all\u2019 elevata risoluzione del banco ottico di Plasma Quant 9100 Elite, senza artefici di sottrazione software.<\/p>\n\n\n\n

Nonostante quanto descritto in precedenza, le linee di emissione di disprosio, gallio e lantanio non possono essere separati in una matrice cos\u00ec complessa. Per queste righe il software AspectPQ di Analytik Jena<\/a> utilizza funzione CSI (correction of spectral interferences), ovvero un algoritmo di correzione spettrale ottibile attraverso lo spettro dell’interferente misurato come standard singolo diluiti (es. Ce 400 mg\/L, Nd 500 mg\/L) esattamente nella specifica zona spettrale della linea analitica. In Figura 3 si vede l’esempio della linea del disprosio a 253.602 nm.<\/p>\n\n\n\n

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Applicando l’algoritmo CSI la linea diventa accessibile e facilmente quantificabile.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Si riportano di seguito alcuni risultati ottenuti analizzando vari campioni mineralizzati di magneti permanenti con Plasma Quant 9100 Elite ed esaminati in doppio per verificare la ripetibilit\u00e0 del metodo. Il setup dello strumento ICP OES<\/strong> \u00e8 standard con sistema di introduzione in quarzo e nebulizzatore concentrico.<\/p>\n\n\n\n

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I range di calibrazione degli elementi sono realizzati a concentrazioni elevate fino a 50 mg\/L (Al, B, Fe, Cu) insieme a concentrazioni in tracce di soli 0.1 mg\/L (Dy, Ga, Gd, Nb, Pt) a dimostrazione dell\u2019ottima flessibilit\u00e0 e robustezza del plasma generato. Le RSD delle singole misure ai campioni sono < 1,5% mentre sull\u2019analisi in doppio \u00e8 < 3%. Tutti gli elementi indagati mostrano valori di recupero dal 95 al 110%.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Perch\u00e9 scegliere il Plasma Ottico di Analytik Jena<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Grazie alla sua elevata risoluzione spettrale – la pi\u00f9 elevata nel mercato di settore – ICP OES, Plasma Quant 9100<\/strong> di Analytik Jena si dimostra lo strumento ideale per il controllo qualit\u00e0 nella produzione di magneti permanenti.<\/strong> La determinazione di elementi costituenti ed in tracce degli stessi non necessita pi\u00f9 compromessi, grazie alle funzioni di correzione unite alla robustezza di lavoro del plasma verticale, lineare anche all\u2019aumentare della concentrazione degli elementi in soluzione (REE o semplicemente Fe).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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