ELTRA 宇宙航空業界向け成分・元素分析装置
航空宇宙産業は、航空機や宇宙船の設計、製造、運用に焦点を当てた重要な部門です。世界中の高速移動や貿易を可能にし、世界の輸送に重要な役割を果たしています。防衛では、高度な航空機やミサイルなど、軍事利用に不可欠なツールを提供しています。航空宇宙産業は、衛星通信や科学的発見にも役立ち、宇宙探査の取り組みもリードしています。
航空宇宙産業は、性能、安全性、信頼性に関する高い基準を満たすために、最新のテクノロジーと絶え間ない技術革新に依存しています。使用する材料は、低摩耗で、さまざまな気候条件に対して堅牢である必要があります。さらに、機体全体の機械的負荷容量は、多数の起動および着陸手順に対応できるほど高くなければなりません。安全面に加えて、経済的要因も関係します。たとえば、燃料消費量はできるだけ低く、一般的に取得コストは手頃な価格の範囲である必要があります。
航空宇宙用途に関連する資料
航空宇宙産業は、さまざまな先端材料を利用しています。各材料は、強度、重量、温度耐性、耐久性など、特定の性能基準を満たす能力に基づいて選択されます。
例を挙げると、ボーイング787の飛行機を作るのに以下の材料が使われています。
| Material | Used in % by weight |
|---|---|
| Composites | 50 |
| Aluminium | 20 |
| Titanium | 15 |
| Steel | 10 |
| Other | 5 |
航空宇宙産業におけるチタンとその合金
チタンは地球上で10番目に頻繁に使用される元素です。その優れた機械的性質のおかげで、チタンとその合金は航空宇宙用途に特に適しています。まず、密度はチタンを軽い材料にする鋼に比べて60%低くなります。まず、低重量が燃料消費量の削減につながります。次に、熱や腐食に対する良好な耐性により、長寿命とエンジンの安全性を確保できます。第三に、低脆化と低熱膨張により、チタンとその合金をCFRP (炭素繊維強化プラスチック) と組み合わせることができます。チタンとチタン合金は主に機体やエンジンなどの技術的に重要な部分で使用されます。[1],[2]
これらの利点にもかかわらず、ガス酸素、窒素、水素はチタンの機械的特性に悪い影響を与える可能性があると考える必要があります。酸素濃度が増加すると、材料はこれらのガスと高い親和性を持ちます。酸素濃度が増加すると、亀裂の影響を受けやすくなります[3]。水素濃度が増加すると、チタン表面の剥離によって製品の品質がさらに影響を受けます[4]。
チタンの酸素濃度と窒素合金は、製品の品質に重大な影響を及ぼします。
チタンの精密な測定には、チタン合金の特性、これらの特性が重要です。
ELTRAの元素分析装置の世界トップメーカーランキング
高高度でも宇宙の真空でも、過酷な環境で動作する航空宇宙産業の課題のため、すべてのコンポーネントとシステムが完璧に動作することを保証するには、厳格な試験と認証手順が必要です。元素分析は、建設に使用される材料が要求特性を備えていることを確認する上で重要です。
ELTRA GmbHは、高精度元素分析装置の製造で40年以上にわたる専門知識を持つ大手メーカーです。製品ラインアップには、さまざまな種類の材料の炭素、硫黄、窒素、酸素、水素の含有量を測定する機器が含まれます。さらに、ELTRAは熱重量分析装置で知られており、特定の温度または加熱プロセス中の重量損失の評価に使用されます。これらの分析装置は、航空宇宙、冶金、セメント、鉱業、電池生産、その他多くの分野など、正確な材料組成分析を必要とする業界に不可欠なツールです。
航空機部品原料中のO/N/H分析
航空宇宙産業で使用される材料の化学分析で重要な部分の一つは、常に材料特性に大きな影響を与えるガス酸素（O）、窒素（N）、水素（H）の測定です。
ELTRAのO/N/HアナライザELEMENTRAC ONH-pは不活性ガス核融合を使用して、低いppmレベルから最大2%までの幅広い濃度範囲で要求ガスを測定します。ONH-pの電極炉はインパルス炉とも呼ばれ、チタン試料（例えば）を3000 ℃まで温度で溶かし、放出された水素と元素形態の窒素を二酸化炭素として測定します。二酸化炭素は、チタン試料の酸素と黒鉛るつぼの炭素との反応によって形成されます。O/N/Hの信頼性の高い測定を保証するために、サンプルにニッケルやスズのようなフラックスを加えます。これにより、埋め込みガスの完全な放出とO/N/H測定の良好な再現性を確保します。ELEMENTRAC ONH-pは、すべての国際標準に準拠しており、アカデミックなスタッフや非アカデミックなスタッフにとって使いやすくなっています。 ELEMENTRAC ONH-pは、固体試料の粉体形状や金属鋼板のようなプロセスで、サンプルの重量を約1000 mgまで増やすことができます。
ONH-Pの代表的な測定結果
チタン試料中のO/N/H濃度
| Weight (mg) | Hydrogen (ppm) | Weight (mg) | Oxygen (ppm) | Nitrogen (ppm) |
|---|---|---|---|---|
| 101.6 | 10.2 | 119.4 | 1150.6 | 95.8 |
| 101 | 11.1 | 115.7 | 1114.3 | 86.50 |
| 100.8 | 10.1 | 117.8 | 1159.5 | 104.7 |
| 101.8 | 9.9 | 123.1 | 1149.7 | 98.9 |
| 102 | 9.3 | 116.4 | 1205.1 | 97.7 |
| 100.5 | 12 | 116.4 | 1206.7 | 105.1 |
| 102.1 | 11.3 | 112.4 | 1183.0 | 101.5 |
| 104.7 | 9.5 | 118.5 | 1180.6 | 106.0 |
| 103.7 | 10.9 | 116.3 | 1120.3 | 93.8 |
| 103.9 | 10.5 | 118.0 | 1171.1 | 107.4 |
| Average Value | 10.480 | - | 1171.1 | 100.4 |
| Deviation / Relative Deviation (%) | 0.847 / 8.08% | - | 37.9/3.2% | 6.6/6.6% |
炭素 / 硫黄 分析装置 CS-i
炭素・硫黄といった元素の含有量は、鋼やチタン等の材料の硬度・加工性に大きな影響を与えるので、その正確な分析が航空宇宙産業でのアプリケーションにとっては重要になります。
炭素・硫黄分析計CS-i では、高周波誘導炉により無機サンプルが純酸素雰囲気で2,000 °C以上の温度で溶融され、最大4個の独立したIR（赤外線）セルでその炭素・硫黄含有量を正確に測定します。IRセルの数により、測定レンジは柔軟に設定できます。
詳細については、当社の技術レポートをお読みいただくか、当社までお問い合わせください。
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ELTRAの製品およびサービスは、娘会社および十分に訓練された販売代理店のグローバルネットワークを通じて入手可能です。私たちのスタッフは、お客様のどのようなお問い合わせにも喜んで対応させていただきます。
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