Analytische Chemie
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Organisationseinheit der BAM
Following to a brief introduction of BAM the procedures are explained how to prepare reference materials in analytical chemistry. Examples are given for collecting and presenting data in welding, thermomechanical properties and tribology. The use of data for modelling safety in technology and chemistry is demonstrated. Finally there is in outlook on the World Materials Research Institut Forum (WMRIF) and recommendations for action.
Energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX) ist eine der meist verbreiteten Methoden zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Festkörpern und dünnen Schichten. Durch die technologische Weiterentwicklung energiedispersiver Röntgenspektrometer wurde die Leistungsfähigkeit auch im niederenergetischen Bereich unter 1 keV verbessert. Geeignete Testmaterialien zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit im niederenergetischen Bereich in Übereinstimmung mit ISO 15632 sind kaum vorhanden und basieren hauptsächlich auf C K und F K Linien. Um gültige Resultate aus akkreditierten und zertifizierten Prüf- und Kalibrierlaboratorien in Übereinstimmung mit ISO/IEC 17025 zu gewährleisten sind regelmäßige Funktionsprüfungen der Spektrometer notwendig.
In einer Machbarkeitsstudie wurde die Eignung einer bestimmten Substanz-klasse, nämlich ionische Flüssigkeiten, als Referenzmaterial zur routinemäßi-gen Überprüfung der Energieskala, der Energieauflösung und der Spektrometer Effizienz untersucht. Es kann gezeigt werden, dass mit einer einzigen Messung an einem einzigen Referenzmaterial mehrere Geräteparameter überprüft werden können. Damit ist es im niederenergetischen Bereich möglich regelmäßige Funktionsprüfungen von Spektrometern durchzuführen, aber auch die Leistungsfähigkeit verschiedener Spektrometer zu vergleichen. Beides kann sehr effizient durch einen einfachen qualitativen Vergleich mehrerer Spektren erreicht werden. Durch die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten als Referenzmaterial, deren Stöchiometrie genau bekannt ist bzw. zertifiziert werden kann, können eventuell sogar die gängigen Modelle zur Matrixkorrektur validiert werden. Auch wäre eine Neubewertung von Fundamentalparametern (Fluoreszenzausbeute, Massenschwächungskoeffizienten usw.) von Elementen niedriger Ordnungszahl möglich.
Die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung einer Oberfläche und deren Quantifizierung mit wichtig für die Qualitätssicherung vieler industrieller Produkte und Materialien. Die chemische Beschaffenheit von Oberflächen bzw. Grenzflächen muss genau kontrolliert werden um die Produktqualität zu garantieren. Diese Prüfung ist oft auch für individuelle Prozessschritte durchzuführen.
Referenzmaterialien sind unverzichtbar, wenn es darum geht, die Richtigkeit und Zuverlässigkeit von Messergebnissen zu gewährleisten. Falsche Messwerte können zu erheblichen Mehrkosten führen. Referenzmaterialien gewährleisten die Rückführung von Messergebnissen auf anerkannte Bezugsgrößen (Standards), dienen der Ermittlung der Messunsicherheit von analytischen Verfahren und wer-den zur Kalibrierung verwendet. Für zertifizierte/akkreditierte (ISO 9000 und ISO 17025) Prüf- und Kalibrierlaboratorien ist der Einsatz von Referenzmaterialien in der Qualitätssicherung obligatorisch.
Ionischen Flüssigkeiten (IL) sind vielversprechende Kandidaten für die Verwendung als Referenzmaterial in oberflächenanalytischen Verfahren wie Energie-dispersive Röntgenspektroskopie (EDX) und Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS). In zwei Machbarkeitsstudien wurde eine geeignete Klasse von ILs als Referenzmaterial getestet:
Für die Anwendung in EDX wurde die Eignung von ILs als Referenzmaterial zur routinemäßigen Überprüfung der Energieskala, der Energieauflösung und der Spektrometer-Effizienz untersucht. Es kann gezeigt werden, dass mit einer einzigen Messung an einem einzigen Referenzmaterial mehrere Geräteparameter überprüft werden können. Damit ist es im niederenergetischen Bereich möglich, regelmäßige Funktionsprüfungen von Spektrometern durchzuführen, aber auch die Leistungsfähigkeit verschiedener Spektrometer zu vergleichen
Für Die Anwendung in XPS wurde die Eignung von ILs als Referenzmaterial zur Bestimmung der Transmissionsfunktion T(E) von Photoelektronenspektrometern getestet. Dazu wurde die Auswertesoftware UNIFIT entsprechend adaptiert und erlaubt nun T(E) anhand der bekannten Stöchiometrie der IL zu ermitteln. Es wird gezeigt, dass durch die Verwendung ausgewählter ILs als Referenzmaterial die Genauigkeit der Quantifizierung von XPS Daten unter Nutzung einer experi-mentell bestimmten T(E) wesentlich verbessert werden kann.
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) produziert seit vielen Jahren zertifizierte Referenzmaterialien und ist seit 2016 auch als Referenzmaterialhersteller nach ISO Guide 34 akkreditiert.
Vor jeder Zertifizierungskampagne eines zukünftigen Referenzmaterials, welches im Batch zertifiziert wird, steht ein Homogenitätstest. Dabei spielt die Richtigkeit des verwendeten Analysenverfahrens nur eine untergeordnete Rolle. Viel wichtiger ist, dass ein Verfahren mit möglichst hoher Präzision eingesetzt wird. Wichtig ist außerdem, dass die für den Homogenitätstest eingesetzte Probemenge der Mindestmenge des ZRMs bei der zukünftigen analytischen Nutzung des Materials entspricht.
Für kompaktes Material bieten sich Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) und Funkenemissionsspektrometrie (FOES) als Analysenverfahren an. Die RFA kann darüber hinaus auch für pulverförmige Materialien eingesetzt werden.
Im Vortrag werden verschiedene Beispiele für die Verwendung der genannten Analysenmethoden für Homogenitätsuntersuchungen aus der Praxis eines Referenzmaterialherstellers beschrieben.
Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) produziert seit über 100 Jahren zertifizierte Referenzmaterialien und ist seit 2016 auch als Referenzmaterialhersteller nach ISO Guide 34 akkredi- tiert. Heute werden eine Vielzahl von Referenzmaterialien aus den Gebieten Eisen/Stahl, Nichteisenmetalle, Keramik, Glas und Umwelt bereitgestellt. Im Vortrag werden die einzelnen Schritte der Referenzmaterialherstellung wie Probenpräparation, Homogenitätsuntersuchung und Zertifizierungsringversuch vorgestellt. Darüber hinaus werden Fragen der Zertifizierungsstrategie und Rückführbarkeit diskutiert.
Referenzmaterialien sind unter anderem ein wichtiges Werkzeug zur Qualitätskontrolle von Messungen bestimmter Merkmalswerte. Dabei ist zu berücksichtigen, dass zertifizierte Merkmalswerte immer eine gewisse Unsicherheit haben. Die Ermittlung dieser Unsicherheitsbeiträge ist Gegenstand des Vortrags. Referenzmaterialien sind gleichzeitig ein wertvolles Werkzeug zur Ermittlung der Unsicherheit von Messverfahren und -Analysen unbekannter Proben. Die Vorgehensweise bei der Ermittlung der Messunsicherheit mit Hilfe eines Referenzmaterials wird beschrieben.
Referenzmaterialien sind unter anderem ein wichtiges Werkzeug zur Qualitätskontrolle von Messungen bestimmter Merkmalswerte. Dabei ist zu berücksichtigen, dass zertifizierte Merkmalswerte immer eine gewisse Unsicherheit haben. Die Ermittlung dieser Unsicherheitsbeiträge ist Gegenstand des Vortrags. Referenzmaterialien sind gleichzeitig ein wertvolles Werkzeug zur Ermittlung der Unsicherheit von Messverfahren und -Analysen unbekannter Proben. Die Vorgehensweise bei der Ermittlung der Messunsicherheit mit Hilfe eines Referenzmaterials wird beschrieben.
Mikroplastik Detektion mit Thermoanalytischen Methoden: Analytik, Referenzmaterial, Ringversuche
(2024)
Ich dem Vortrag geht es um die Vorstellung von thermoanalytischen Methoden für die Mikroplastik-Detektion. Verschiedene Kopplungsmöglichkeiten werden gezeigt und die Funktionsweise der TED-GC/MS wird erklärt. Im zweiten Teil werden Referenzmaterialien für die Mikroplastik-Analytik diskutiert. PET -Tabletten des PlasticTrace Projektes werden vorgestellt. Am Ende wird der VAMAS Ringversuch zur Mikroplastik-Detektion gezeigt.