金属粉快速化学表征新技术:激光烧蚀激光电离飞行时间质谱 (LALI-TOF-MS)

了解任何制造材料的化学成分对于预测零件的性能至关重要。 这对于增材制造尤为重要，因为快速熔化和凝固的材料会影响化学性质并影响零件功能。 尽管它很重要，但进行化学表征既困难又耗时，需要多种分析仪器、复杂的操作和校准程序以及训练有素的化学家。

▲Massbox质谱仪

©Exum Instruments

快速化学表征的新技术

Exum Instruments的Massbox是市场上第一个激光烧蚀-激光电离飞行时间质谱仪（LALI-TOF-MS），Massbox的尖端硬件和软件生态系统提高了研发速度，以较低的成本提供了获得高性能材料特性的便捷途径。3D科学谷了解到这种用于快速化学表征的新技术可以减少增材制造粉末的质量控制时间，并为具有成本效益的粉末再利用提供信息。

激光烧蚀-激光电离飞行时间质谱仪（LALI-TOF-MS）这种新的质谱技术可以在单个分析会话中对金属成分进行量化，样品制备时间最短。因此，它有可能加速3D打印-增材制造粉末构造的质量控制过程。这对延长回收粉末的使用寿命特别有影响。

目前增材制造用户对于在丢弃粉末之前可以使用多少构建周期有一个“经验法则”。如果用户可以快速验证化学成分是否符合规格，他们就可以避免过早重新填充打印机粉末。

激光烧蚀激光电离飞行时间质谱 (LALI-TOF-MS) 解决了与其他分析技术相关的许多挑战，可对几乎整个元素周期表进行快速、高灵敏度的量化。电离源 LALI 使用两个激光首先从固体样品表面烧蚀或释放材料，然后电离烧蚀材料中存在的中性物质。

©Exum Instruments

激光烧蚀工艺允许直接分析固体材料，如增材制造粉末或零件，电离激光以烧蚀产生的中性粒子为目标，这些粒子比等离子体产生的离子更能代表样品的成分。总体而言，LALI 可实现更可靠的元素验证。

电离后，TOF 质量分析器在每个激光点创建一个完整的质谱， 图 1 显示了一个示例钛粉样品的质谱。基于自然发生的同位素模式，该软件验证每个检测到的元素。

总之，LALI-TOF-MS 可以作为增材制造粉末化学表征的一种有前途的新技术和替代技术，由于这项创新技术可以在同一分析过程中量化金属、痕量和轻元素成分，因此它有可能显着减少增材制造粉末的质量控制时间。其简化的操作和桌面包带来了传统实验室环境之外的高灵敏度化学表征。对于增材制造用户，该解决方案可以支持基于快速获取的数据。

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