비철 금속

공정 모니터링 및 품질 보증을 위한 분석 솔루션

알루미늄, 구리, 납, 니켈, 주석, 티타늄, 아연 및 비철 금속 합금 등을 포함하는 비철 금속은 다양한 산업 분야에 필수적입니다. 따라서 이러한 금속에는 ppm 미만 농도에서 백분율 수준까지의 주요, 부수, 미량 원소에 대해 엄격한 요건이 적용됩니다. 

그러므로 비철 금속 생산에는 매우 정확한 화학 분석 기법이 반드시 필요합니다. 검증된 기술에는 원소 분석을 위한 X선 형광 및 펄스화된 고속 열 중성자 활성화 분석(PFTNA), 상 특성 분석을 위한 X선 회절, 입자 크기 및 크기 분포 분석을 위한 레이저 회절 등이 있습니다. 이러한 기술은 품질 표준을 충족하는 정확도와 생산을 간소화하는 데 필요한 높은 처리량을 제공합니다. 

비철 금속 및 합금의 유형

구리

전기 전도성이 뛰어난 구리는 전선, 전자 제품, 배관 시스템에 널리 사용됩니다.

니켈

니켈은 내식성과 강도가 높으므로 혹독한 환경에서 사용되는 합금에 적합합니다.

알루미늄

가벼우면서도 강한 알루미늄은 다목적성과 내식성 덕분에 항공 우주, 건설, 포장 분야에서 가치를 인정받고 있습니다.

아연

아연 도금 강에 많이 사용되는 아연은 녹을 예방하고 금속 구성 요소의 수명을 연장하는 보호 코팅 기능을 제공합니다.

비철 금속의 유형

구리

전기 전도성이 뛰어난 구리는 전선, 전자 제품, 배관 시스템에 널리 사용됩니다.

니켈

니켈은 내식성과 강도가 높으므로 혹독한 환경에서 사용되는 합금에 적합합니다.

알루미늄

가벼우면서도 강한 알루미늄은 다목적성과 내식성 덕분에 항공 우주, 건설, 포장 분야에서 가치를 인정받고 있습니다. 자세히 알아보기

아연

아연 도금 강에 많이 사용되는 아연은 녹을 예방하고 금속 구성 요소의 수명을 연장하는 보호 코팅 기능을 제공합니다.

비철 금속 식별 방법

비철 금속을 정확하게 식별하는 것은 품질 관리, 재활용, 산업 분야에 필수적입니다. 

다음과 같은 몇 가지 고급 분석 기술을 사용하여 조성과 구조를 측정합니다.

X선 형광(XRF)

XRF는 신속한 비파괴 기법으로 비철 금속의 원소 조성을 측정하는 데 적합합니다. 

X선 노출 시 각 원소는 고유한 형광 신호를 방출합니다. 이를 통해 구리, 니켈, 알루미늄, 아연 등의 원소를 빠르게 식별하고 정량화할 수 있으므로 합금 검증 및 금속 부스러기(scrap metal) 분류에 특히 유용합니다.

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X선 회절(XRD)

XRD는 금속과 합금의 결정 구조를 식별하는 데 사용됩니다. 특정 화합물의 존재 여부나 결정 구조가 다양한 유사 합금 간의 구분 등 시료 내 다양한 상을 감지하는 데 유용합니다. 

따라서 XRD는 금속 생산의 품질 관리와 오류 분석에 적합합니다.

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각종 분석 수요에 대응하는 다목적 솔루션
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레이저 회절(Laser Diffraction)

레이저 회절은 원소나 상을 직접 식별하는 데 사용되지 않지만, 금속 분말의 입자 크기와 크기 분포를 측정하는 데 유용합니다. 

레이저 회절은 적층 제조, 야금, 금속 가공에서 중요한 역할을 합니다. 알루미늄이나 구리로 만들어진 것과 같은 비철 금속 분말의 성능이 입자 크기 및 균일한 크기 분포에 크게 좌우되기 때문입니다.

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펄스화된 고속 열 중성자 활성화 분석(PFTNA)

PFTNA를 활용하면 컨베이어 벨트에 있는 벌크 물질의 실시간 다중 원소 분석을 수행할 수 있습니다.

PFTNA는 펄스화된 중성자를 물질에 방사하고 방출된 감마선을 분석하여 이종 시료나 습윤 시료에서도 중원소 및 경원소를 모두 정량화할 수 있습니다. 특히 비철금속 채굴과 정제의 업스트림 공정 제어에 이상적입니다.

크로스 벨트 PFTNA 분석기는 원료의 변동성을 줄이고, 블렌딩을 최적화하며, 일관된 투입물 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다.

비철 금속의 지속 가능성 여부

비철 금속은 재활용성과 에너지 효율이 높은 특성 덕분에 지속 가능성 측면에서 여러 이점을 제공합니다. 몇 번이든 재활용할 수 있으므로 1차 추출에 대한 의존도를 줄이고 금속 생산 관련 탄소 배출량을 최소화할 수 있습니다. 또한 무게가 가벼워 운송 관련 에너지 비용을 낮추고 온실가스 배출량을 더욱 줄일 수 있습니다.

비철 금속은 여러 재생 가능 에너지 생산 및 저장 기술의 필수 구성 요소로 사용됩니다. 구리와 알루미늄은 태양광 패널, 풍력 터빈, 전력망 건설에 필수적이며, 덕분에 재생 에너지의 효율적인 전송 및 유통이 가능합니다. 또한 리튬, 코발트, 니켈과 같은 금속은 충전식 배터리에서 중요한 역할을 하며, 전기자동차, 에너지 저장 시스템, 전력망 안정화에 사용되는 재생 에너지를 손쉽게 저장할 수 있도록 합니다.

비철 금속의 지속 가능성은 책임감 있는 조달, 재활용 방법, 환경 관리에 달려 있습니다. XRF, XRD, 레이저 회절, PFTNA와 같은 분석 기술은 보다 효율적이고 안정적인 품질 관리를 가능하게 함으로써 비철 금속 산업의 지속 가능성에서 핵심적인 역할을 할 수 있습니다. 

철 금속과 비철 금속의 차이점

금속은 철분 함유량에 따라 크게 철 금속과 비철 금속으로 분류됩니다. 가장 큰 차이점은 철의 함유 여부입니다. 이것이 금속의 특성과 응용 분야에 상당히 큰 영향을 미치기 때문입니다.

철 금속에는 철이 함유되어 있어 습기와 산소에 노출될 때 녹과 부식이 발생하기 쉽습니다. 대표적으로는 강도와 내구성이 뛰어나 건설과 제조 분야에서 사용되는 강철과 주철을 들 수 있습니다. 

한편, 알루미늄, 구리 등의 비철 금속과 황동 등의 합금에는 철이 함유되어 있지 않으므로 내식성, 가벼움, 높은 전도성 등의 이점이 있습니다. 

철 금속은 철분 함유량의 중요성을 고려하여 분석 시에는 X선 형광(XRF) 또는 스파크 테스트와 같은 방법을 사용하여 그 조성과 품질을 판별하는 경우가 많습니다.

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