¿Cómo funcionan realmente las máquinas de fusión eléctrica?

Las máquinas de fusión eléctrica son sistemas de preparación de muestras de alta tecnología que se utilizan para crear discos o perlas homogéneos a partir de materiales mineralógicos en bruto, que no deben confundirse con los dispositivos de electrofusión, también conocidos como soldadores a tope.

La razón por la que la jerga aquí suena tan similar es que ambos métodos de fusión eléctrica se basan en principios similares para realizar objetivos diferentes. La soldadura por electrofusión implica el calentamiento, o en algunos casos la presurización, de dos piezas de trabajo en contacto hasta que forman una unión. Esto normalmente se lleva a cabo a través de un calentamiento por resistencia electrónica, en contraposición a la soldadura con llama abierta o con soplete de plasma. Los científicos analíticos se basan en principios extraordinariamente similares cuando preparan una muestra mineral o metálica para la espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF), siempre que utilicen una máquina de fusión eléctrica en lugar de un sistema a base de gas.

Entonces, ¿cómo funcionan realmente las máquinas de fusión eléctrica utilizadas por los científicos analíticos?

Máquinas de fusión eléctrica: aspectos básicos

Probar el contenido químico de los minerales granulados mediante la espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF) puede ser sumamente complejo. Aunque existen muchos sistemas para el cribado directo de materiales sobre el terreno, a menudo no tienen en cuenta las heterogeneidades de las muestras y los diversos efectos de la matriz, lo que da lugar a márgenes de error más amplios e inexactitudes de medición. Las máquinas de fusión eléctricas y de gas tienen como objetivo eliminar estos elementos de incertidumbre creando una representación verdaderamente homogénea de su analito sin los efectos de matriz asociados.

Como se ha mencionado, el principio de funcionamiento es similar a primera vista al de la electrofusión. Los calentadores de resistencia se utilizan para elevar la temperatura de dos o más materiales disímiles hasta el punto de unión. En el contexto de la preparación de muestras para la fluorescencia de rayos X, los materiales que se utilizan son la muestra en bruto, un agente fundente apropiado y cualquier aditivo necesario que mejore la eficacia del proceso o la calidad del producto final.

El primer paso es moler la muestra hasta que tenga una consistencia fina y dosificarla con un fundente eutéctico y, si es necesario, un agente liberador como el yoduro de amonio. La mayoría de las máquinas de fusión eléctrica contienen una plataforma de cerámica que almacena una selección de crisoles de platino. Asegúrese de saber qué diseños de crisol son compatibles con su sistema antes de hacer un pedido y considere una máquina de fusión eléctrica con una gama más amplia de opciones de crisol para maximizar la flexibilidad de su instrumento.

Una vez que la muestra esté contenida de forma segura dentro de la cámara para muestras y se hayan establecido los parámetros de calentamiento, la fusión puede comenzar. Los elementos cerámicos de calentamiento comenzarán a calentarse a una velocidad predefinida dependiendo de los ajustes del usuario y las capacidades de programación del instrumento. Una vez que las bobinas/varillas de calentamiento hayan alcanzado su temperatura máxima, normalmente por encima de los 1000 °C, permanecerán en este punto durante un periodo determinado. Los termopares internos supervisan la temperatura de trabajo para proporcionar una lectura en tiempo real y moderar el calor.

La estructura molecular del analito comenzará a descomponerse y disolverse en el fundente, formando una única mezcla fundida homogénea. Algunas máquinas de fusión eléctrica facilitan este proceso balanceando la plataforma para añadir agitación mecánica. Una vez suficientemente mezclada, según se determine en la programación del usuario, la plataforma se inclinará para verter la mezcla fundida en un plato o molde de cerámica, donde permanecerá durante todo el proceso de enfriamiento. Cuando el sistema se haya enfriado, el plato sostendrá una perla o disco de vidrio uniforme.

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