Elementaranalyse (C, H, N, O, S) – Präzise Materialanalytik

CHNS-Elementaranalysegerät im Labor des Fraunhofer IFAM Dresden
© Fraunhofer IFAM Dresden

Die Elementaranalyse ist ein zentrales Verfahren der chemischen Analytik zur quantitativen Bestimmung der Elemente Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Stickstoff (N), Sauerstoff (O) und Schwefel (S) in Feststoffen. Am Fraunhofer IFAM Dresden führen wir Elementaranalysen mittels CHNS- und ONH-Verfahren mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit durch.

Die Analytik eignet sich für metallische und keramische Werkstoffe, Pulver sowie weitere anorganische Materialien. Typische Einsatzfelder sind die Qualitätskontrolle, Werkstoffentwicklung, Schadensanalyse sowie Forschungs- und Entwicklungsprojekte in Industrie und Wissenschaft. Die gewonnenen Analysedaten liefern eine belastbare Grundlage zur Bewertung der chemischen Zusammensetzung und zur Überprüfung von Materialeigenschaften.

CHNS-Elementaranalysegerät im Labor des Fraunhofer IFAM Dresden
© Fraunhofer IFAM Dresden
CHNS-Elementaranalysegerät im Labor des Fraunhofer IFAM Dresden
© Fraunhofer IFAM Dresden
CHNS-Elementaranalysegerät im Labor des Fraunhofer IFAM Dresden
© Fraunhofer IFAM Dresden

Messprinzip der Elementaranalyse (CHNS und ONH)

CS

Bei der CHNS-Analyse wird die Probe in einem Sauerstoffstrom verbrannt. Die entstehenden Gase werden mittels nichtdispersiver Infrarotspektroskopie (NDIR) detektiert und quantitativ ausgewertet. Auf diese Weise lassen sich die Gehalte an Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel präzise bestimmen.

Messgerät: CS844 von LECO

Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018

ONH

Für die Bestimmung von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff kommt die ONH-Analyse zum Einsatz. Die Probe wird in einem Graphittiegel unter Inertgas erhitzt. Die freigesetzten Gase werden detektiert und mithilfe kalibrierter Standards ausgewertet. Beide Verfahren ermöglichen eine zuverlässige Elementaranalyse auch bei niedrigen Konzentrationen.

Messgerät: ONH836 von LECO

Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025:2018 (Die Bestimmung von Wasserstoff unterliegt nicht der Akkreditierung sondern erfolgt im Hausverfahren.)

Anwendungsbereiche der Elementaranalyse

Die Elementaranalyse wird unter anderem eingesetzt für:

  • chemische Charakterisierung von Metallen, Keramiken und anorganischen Werkstoffen
  • Qualitätskontrolle in der industriellen Fertigung
  • Analyse von Verunreinigungen und Spurenelementen
  • Materialentwicklung und Prozessoptimierung
  • Forschung und Entwicklung im Bereich Werkstoffwissenschaften

Durch die Kombination aus moderner Messtechnik und langjähriger Erfahrung lassen sich auch anspruchsvolle analytische Fragestellungen zuverlässig bearbeiten.

Messbereiche und Genauigkeit

Die Elementaranalyse deckt einen breiten Messbereich ab, der von wenigen ppm bis zu hohen Prozentanteilen reicht. Abhängig vom Element und der Probenmatrix werden Genauigkeiten von besser als 1 ppm bzw. relative Standardabweichungen von ≤ 0,5 % erreicht. Die Analysen erfolgen unter kontrollierten Laborbedingungen und nach etablierten Qualitätsstandards.

FAQ zur Elementaranalyse

Was ist eine Elementaranalyse?
Die Elementaranalyse ist ein analytisches Verfahren zur quantitativen Bestimmung einzelner chemischer Elemente in einer Probe. Sie wird häufig zur Untersuchung von Werkstoffen und anorganischen Materialien eingesetzt.

Welche Elemente können bestimmt werden?
Typischerweise werden Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel (C, H, N, O, S) analysiert.

Welche Proben eignen sich für die Elementaranalyse?
Geeignet sind unter anderem Metalle, Keramiken, Pulver und andere anorganische Feststoffe. Sauerstoff- und feuchteempfindliche Proben können unter Schutzgasbedingungen gehandhabt werden.

Wie genau ist die Elementaranalyse?
Die Genauigkeit liegt je nach Element und Methode im ppm-Bereich oder besser. Die Verfahren sind für präzise quantitative Analysen ausgelegt.

Für welche Anwendungen ist die Elementaranalyse sinnvoll?
Sie wird in der Qualitätskontrolle, Werkstoffentwicklung, Schadensanalyse sowie in Forschungs- und Entwicklungsprojekten eingesetzt.