Structure and reactivity of carbon materials used in atomization furnaces

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Zusammenfassung

Kohlenstoff wird in der Atomabsorptionsspektrometrie als Rohr, Plattform und elektrischer Kontakt eingesetzt. Besonders für das Rohr sind die Anforderungen an den Kohlenstoff sehr hoch und zum Teil gegenläufig. Die Festigkeit soll hoch sein und eine lange Lebensdauer garantieren; die Wärmeleitfähigkeit soll niedrig sein; der elektrische Widerstand ist in engen Bereichen festgelegt, aber von unterschiedlicher Größe, in Abhängigkeit von der verwendeten Stromversorgungseinheit; das dynamische Thermoschockverhalten muß extremen Temperaturanstiegsraten gewachsen sein; die analytische Empfindlichkeit, Reproduzierbarkeit und Lebensdauer soll allen anfallenden Aufgaben gerecht werden, einschließlich der Bestimmung von refraktären Elementen bei Temperaturen um 2700° C. Ein weiteres Kriterium für die Eignung ist die chemische Beständigkeit verschiedener industrieller Kohlenstoffe im Verhältnis zu ihrem makroskopischen und mikroskopischen Aufbau. Wesentliche Parameter, welche die Reaktivität unterschiedlicher Kohlenstoffarten beeinflussen, werden diskutiert und in Beziehung zu strukturellen Unterschieden von polygranularem, pyrolytischen und glasartigem Kohlenstoff gesetzt.

Summary

Carbon is used in electrothermal atomic absorption spectrometry for tubes, platforms and electrical contacts. Particularly for the tubes the requirements to the carbon material used are very high and sometimes contradictory. The strength should be high and guarantee a long lifetime. Thermal conductivity should be low. The electrical resistivity is specified within narrow limits but may be of different magnitude depending on the power supply used. The dynamic thermoshock behaviour must stand extreme heating rates. Analytical sensitivity, reproducibility and lifetime should suit all demands including the determination of refractory elements at temperatures around 2,700° C. A further criterion for the suitability of various types of industrial carbon materials is their chemical resistivity relative to their macroscopic and microscopic structure. Important parameters which influence the reactivity of carbon materials are summarized and related to structural differences of polygranular, pyrolytic and glassy carbon.