在环境空气下快速分析油液中的磨损金属

更新时间：2025-10-13

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01 背景

监测润滑油、机油及其他机器流体中磨损金属的存在是一种预防性措施，用于识别发动机潜在问题。

早期检测润滑油和润滑脂中的磨损金属可以避免高价值发动机、齿轮、发电机、涡轮机等设备遭受昂贵损坏和停机。

02 实验仪器

本应用使用的ARL QUANT’X EDXRF光谱仪配备了一个50 kV、50 W的银靶X射线管和最新一代的硅漂移探测器（SDD）。

ARL QUANT’X采用初级滤波辐射激发样品。九种专门设计的滤波器组可优化从F到Am元素的峰背比，确保ARL QUANT’X能够轻松适应不同应用或元素范围。

ARL QUANT’X EDXRF光谱仪

03 激发条件

表1显示了用于分析的激发条件。使用了三种不同的滤波条件以覆盖14种元素。每种条件的活时间为100秒。

表1. 油液中磨损金属的激发条件

图1展示了使用Mid Zc条件（优化用于激发铜、锌和铅，同时也能激发其他常见磨损金属）对含有50 ppm多种目标元素的样品测得的典型光谱。

图1. 对含50 ppm磨损金属油样的典型光谱

04 实验过程

使用Conostan S21 50 ppm标准品，以75 cSt空白油（同样来自Conostan）稀释，制备了10 ppm、20 ppm、50 ppm三个浓度水平和空白样，建立了净强度与浓度的线性校准曲线，并确定了检测限。

图2a和图2b展示了钛（Ti）和镍（Ni）的校准曲线，其均方根误差（RMSE）分别为0.6 ppm（Ti）和0.2 ppm（Ni）。

图2a. 钛(Ti)元素的计算浓度与实际浓度对比图

图2b. 镍(Ni)元素的计算浓度与实际浓度对比图

为确定检测限（LoD），用3克空白油填充了10个XRF样品杯。LoD计算为各元素浓度标准偏差的三倍。表2列出了其他目标元素的RMSE值。

表2. 油液中磨损金属的浓度范围、RMSE及检测限值

05 结论

ARL QUANT’X EDXRF光谱仪的独特性能能够快速、准确且可重复地监测润滑油、机油及机器流体中的磨损金属。

此类样品可在环境空气下进行分析，操作便捷，缩短了分析时间，并节省了昂贵的氦气消耗成本。