CMC는 일반적인 보강 / 매트릭스 아키텍처를 채택합니다. 구조의 고유 한 이방성은 불순물의 벌크 수준뿐만 아니라 그 분포도 제어해야합니다. CMC에 존재하는 B, C, N, O, Al 및 Si와 같은 낮은 원자량의 원소는 기존의 합금과 비교하여 제조 공정 및 서비스 단계에서 상당히 쉽게 배출되어 내부 공극, 부식 및 부품 부식을 초래할 수 있습니다 . 따라서 CMC 재료의 잠재력을 최대한 발휘하기 위해서는 화학적 불순물 및 분배뿐만 아니라 가스 배출을 철저히 이해하고 제어해야한다고 생각합니다.
CMC는 기존의 화학 분석 기술에 고유 한 문제를 제시합니다. 이들은 가장 적극적인 소화제에 대해서도 화학적 불활성을 나타내어 습식 화학 기반 분석 기술을 효과적이지 않게하며 공간 분포 정보의 손실로 인해 매력적이지는 않습니다.2 이러한 의미에서 샘플 소화의 필요성을 없애고 깊이에 특정한 분포 정보를 제공 할 수있는 직접 고체 샘플링 기술이 매력을 얻고 있습니다. 그러나 CMC의 복합적인 성질은 특히 매트릭스와 일치하는 교정 표준을 필요로하는 직접 솔리드 샘플링 기법의 경우 큰 측정 불확실성을 초래할 수 있습니다.
Thermo Scienti는 2005의 Element GD 모델에서 고속 유동 글로우 방전 질량 분석 기술을 도입했습니다. 이 계측기는 섹터 필드 질량 분석기와 함께 고속 흐름 GD (Glow Discharge) 소스를 결합합니다. Element GD의 주요 특징 중 하나는 매우 효율적인 직접 고체 샘플링 기능, 빠른 데이터 수집 및 매우 높은 질량 분해능 (10,000까지)을 갖추고 있다는 것입니다. 그림 1은 고속 흐름 GD 소스의 개략도를 보여줍니다. 이 구성에서, 일반적으로 아르곤 인 방전 가스 흐름은 수직 정렬 된 교체 가능한 흐름 튜브를 통해 샘플 표면을 향한다. 방전 가스 유량이 수백 sccm / min 인 경우 샘플 표면은 매우 높은 분무 율 (μm / min)에서 스퍼터링되어 매우 민감한 질량 분율 측정을위한 필수 조건을 설정합니다.3 현재 조사 된 GD 소스는 VG9000 및 Astrum GDMS 모델에서 사용 된 소스와 다릅니다. 고속 유출 가스는 음극 표면으로부터 플라즈마 영역의 방향으로 이동하는 제트 스트림을 생성한다. 다른 효과들 중에서도, 스퍼터링 된 원자의이 제트 스트림 보조 전달은 복합체와 같은 내부 공극, 공동 또는 거친 표면을 갖는 샘플에 대해 스퍼터링을 현저하게 만든다. 이러한 향상은 FF-GD 소스 전압이 변조 될 때 더욱 두드러진다.4
그림 1 : FF-GDMS 장비에 설치된 표준 GD 소스 인 고속 흐름 고전력의 개략도.
이전에는 등방성 핵 등급 흑연의 미량 불순물을 평가할 때 FF-GDMS를 매우 효과적인 도구로 시연했습니다.5 이 연구에서 FF-GDMS는 탄소 섬유 강화 탄소 복합체 (CFRCs)의 화학적 분석을위한 적용 가능성에 대해 평가되었습니다. 우리의 연구 결과는 특히 소스가 변조 모드에서 작동 할 때 복잡한 아키텍처를 가진 복합 샘플을 분석 할 때이 방법의 장점을 입증합니다. 우리의 접근법은 복합체의 전체 조사 화학 분석에 매우 효과적이며, 주기율표의 모든 요소에 대해 극도의 추적 수준까지 감도를 제공합니다. 이 기술은 또한 매우 견고하여 고급 응용 분야에서 현재 활발히 연구되고있는 광범위한 재료에 대한 일일 품질 또는 공정 제어에 이상적입니다. FF-GDMS에 의한 CFRC 샘플의 전체 조사 분석 외에도 CFRC에서 가스 형성 요소의 방출 특성을 조사했습니다. 플라즈마의 가스 방출 분자가 원자화 및 이온화 과정에 영향을 미칠 수 있다고 가정 할 때, CFRC의 품질 척도로서 중요하게 고려되는 가스 배출 분석은 또한 GDMS 측정의 타당성을 입증하는 데 도움이됩니다. 따라서 CFRC에서 가스 형성 요소의 평가를 위해 여러 보완 분석 방법을 연구했습니다.
