電子電氣產品中有害物質限量檢測技術分析

　電子電氣產品的出現與推廣，使得有害物質隨之增加，并給社會和人們的生活帶來了極大的影響。隨著歐盟RoHS指令 的出臺，我國也相繼出臺了類似標準和檢測方法,科學利用起多種電子電子產品中有害物質限量檢測技術。文章主要介紹RoHS 指令中關于電子電氣產品中限制的6種有害物質的相關檢測技術,從取樣、前處理及檢測實施的檢測過程進行簡單的分析。

　　信息化技術的迅猛發展,使得電子電氣的更新速度加快,伴隨 著的電子電氣有害物質也日漸增多,給人們的身體健康和社會環境 造成巨大地威脅，社會電子電氣產品中有害物質的關注度越來越 高。為了減少電子電氣產品中有害物質帶來的危害,2003年歐盟組 織發布了關于在電子電氣設備中限制使用有害物質的指令 (RoHS ,指令強調對電子電氣產品中鉛、鎘、汞、六價鉻、多溴聯苯、 多溴聯苯醚的含量的限量要求。根據指令的要求世界各國相繼出臺 了類似的標準和檢測方法,在當今形勢下,我國電子電氣產品中有 害物資限量檢測技術也成為電子電氣行業乃至社會重點關注的話 題。

　　1電子電氣產品中有害物質的檢測項目

　　電子電氣產品主要由多項零部件和材料組成，其中包含了塑 料、金屬、玻璃、溶劑等多種材料成分,避免不了含有以上6種有害 物質，如以鉛、鎘汞為代表的重金屬元素；以多溴聯苯、多溴聯苯醚 為代表的溴化阻燃劑。這些有害物質會對人們的身體健康帶來極大 危害，因此需要對這些材料進行檢測，以限制對含有超標有害物質 的電子電氣產品的使用。根據RoHS指令中關于鉛、鎘、汞、六價鉻、 多溴聯苯、多溴聯苯醚等6種有害物質的限量標準以及客戶的需求 而進行對主要有害物質的檢測。

　　2電子電氣產品中有害物質的檢測過程分析

　　2.1取樣

　　電子電氣產品是由多項零部件及材料組成,對其有害物質的檢 測不可能將其全部材料進行檢測,選擇合適的具有代表性的材料樣 本是一項重要的工作。通常情況下,對于塑膠、合金、化學試劑等同 質材料取樣比較簡單;而對于由多種元件組成的產品，如電線氛圍 外皮、插頭、銅線等，則根據材質來分開取樣。此時便需要適當地拆 分手段獲得均質材料,在無法將材料分開時,再考慮混合取樣。混合 取樣對于不同材質的比例難以準確把握且實施起來難度大,容易導 致測試結果出現較大的差異。因此,在混合取樣時,要根據客戶的要 求,決定好取樣的方法與位置，這樣才能獲得好的樣本,方便后期的 檢測。

　　2.2樣品的前處理和儀器分析

　　樣品的前處理是電子電氣產品中有害物質限量檢測過程中至 關重要的環節,前處理過程涉及多種儀器設備和方法，樣品前處理 主要分為無機類與有機類化合物處理。在對無機元素測試的樣品前 處理中，主要采用消化方法，此方法不受原材料樣品存在形式的影 響，利用強酸在高溫下將材質溶解,其中的有機材質就會被氧化成 二氧化碳，剩下的金屬元素則會以相同的形式完全溶解于酸中，再 用儀器進行分析。常用的消化法為干法消化、濕法消化、微波消解 等。在對有機化合物樣品前處理時，因為有機化合物是以分子化合 物的形式存在，因此樣品要先采用窣取方式將化合物萃取出來，常 用方法有索式萃取、超聲波萃取等。在萃取后要進行樣品的凈化、過 濾和濃縮裝瓶,zui后進行儀器的檢測分析。

　　2.3儀器檢測方法介紹

　　2.3.1分光光度計比色法

　　分光光度計比色法是依據物質對光的選擇性吸收而建立的檢 測分析方法，此方法中儀器操作比較簡便，且具有較高的檢測精密 度。分光光度計比色法的實施原理是通過測定被測物質在特定波長 處或一定波長范圍內光的吸收度,而對被測物質進行定性和定量的 分析。分光光度計比色法主要用于對六價鉻的檢測,在測定時,要首 先對三價鉻樣品進行洗溶離,然后將洗溶離后的三價鉻樣品浸泡在 pH溶液中，在一段時間后,溶液里的樣品若出現與顯色劑二苯基二 氨發生反應后顯現紅色，則表示其溶液中含有六價鉻,zui后用分光 光度計測定六價鉻吸光度,而得出其含量。

　　2.3.2電感耦合等離子體原子發射光譜法

　　電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP-ARS是當前電子電 氣產品有害物資限量檢測方法中比較實用和常用的方法,其原理在 于利用元素在受熱或電激發時，由基態躍遷到激發態到返回基態的 過程中，發射出特征光譜，從而根據特征光譜進行定性、定量的分 析。此方法可以通過選擇波長而將其他離子的干擾排除,還可同時 進行多元素的檢測,其分析速度較快,靈敏度、精密度都比較高。隨 著此方法的逐漸推廣使用，其儀器系統也在不斷得到改進，改進后 而廣泛使用的ICP-ARS儀器主要有順序掃描、多道同時型、全譜直 讀型等類型,并廣受檢測人員的青睞。

　　2.3.3 原子吸收光譜法

　　原子吸收光譜法是一種原子對光輻射產生吸收的光譜分析方 法,是zui適合于汞的檢測方法。此方法根據氣態原子對同種原子發 射出的特征光譜輻射具有的吸收能力原理,通過測量試樣的吸光度 進行材質中有害物質的檢被檢測，一般有火焰原子吸收光譜法、石 墨爐原子吸收光譜法等。原子吸收光譜法具有一定的局限性，限于 水溶液或某些電子電氣產品中樣品前處理后可溶解的金屬元素的 分析,其金屬元素很容易被檢測出有害物質含量。值得注意的是,原 子吸收光譜法的實施過程中容易發生干擾效應,造成檢測結果的失 誤，可以通過連續稀釋、添加穩定劑、混合氫氣等方法消除或減少基 質干擾；對于檢測儀器則通過選取適當的單色分光器、石墨爐、光電 倍增管等方法減小由原子吸收光譜儀機種不同而帶來的消極影響。

　　2.3.4氣相色譜-質譜法

　　隨著儀器聯用技術的發展，由氣相色譜儀與質譜儀經過接口技 術而聯用的檢測技術被利用起來，即構成了現代的氣相色譜-質譜 法,此方法是對有機物質檢測zui主要的定性確認手段,且逐漸成為 復雜混合物檢測zui有效的手段之一,例如電子電氣產品中有害物質 中的多溴聯苯醚成分和含量都能有zui地檢測出來。了解此技術 的工作原理，有必要先對其兩種儀器原理進行了解,氣相色譜法是 基于樣品中各組分譜圖中峰的保留值與組分熱力學參數有定性關 系、峰面積與組分含量有定量關系而確定被檢測物質的有害物質種 類及含量而質譜分析法則根據分子在真空中被電子轟擊而形成的 離子在電磁場中分離后,形成的分子離子及碎片離子的質量數及其 相對峰度,得出被檢測物質的分子量、元素組成及結構等信息。因 此，氣相色譜-質譜聯用儀兼有色譜對混合物的快速分離及質譜對 分子結構的鑒定功能。值得注意的是,氣相色譜-質譜聯用儀的核心 檢測設備都在高真空狀態下工作,那么，對工作環境有較高的要求， 檢測時要保證氣流的穩定、儀器中的易耗品要及時更換、真空泵油 量也應保證在高真空狀態等。

　　3結束語

　　隨著電子電氣產品的更新發展,其有害物質對社會環境及人們 的身體健康有嚴重的影響。因此，電子電氣產品制造企業應該依據 RoHS指令標準有效控制和減少電子電氣產品中的有害物質含量， 檢測機構要實時按照國家質量檢測標準進行產品中有害物質限量 檢測。文章主要介紹了關于電子電氣產品中有害物質檢測項目及檢 測過程與技術方法,希望能對相關電子電氣制造企業和檢測機構帶 來一定的幫助。