升溫脫離氫分析儀ESCO-TDS600 IR H2
升溫脫離氫分析儀 ESCO-TDS600 IR H2升溫脫附氫分析儀 ESCO-TDS600 IR H2 是
升溫脫附氫分析儀 ESCO-TDS600 IR H2 搭載高靈敏度質譜儀，可精確測量金屬材料及電鍍膜層釋放出的數ppb級微量氫氣。
本裝置雖採用質譜儀方式（真空型），卻實現了「只需關上蓋子並按下啟動按鈕」的簡易操作性，即使是初學者也能輕鬆上手。
從新材料開發到製造現場的品質管理，我們將肉眼無法察覺的「延遲破壞」風險轉化為確切的定量數據，強力支援次世代的製造業。
汽車骨架示意圖僅數ppb的「擴散性氫」威脅高強度材料
作為導致超高強度鋼等鋼材突然斷裂（延遲破壞）的因素之一，「擴散性氫」正受到高度關注；其含量即使僅有數ppb，也會對材料的可靠性構成重大威脅。
在材料安全性評估方面，ISO 3690及AWS A4.3等關於氫含量測量的國際標準規格已被廣泛採用。
然而，氫氣引發的破壞現象極為複雜。隨著材料高強度化及使用環境日趨嚴苛，在最尖端的研發與製造現場，僅憑基於標準的基本評估，已無法完全解釋實際拉伸試驗中產生的微細延遲破壞行為。
為了確保更高層級的安全性，必須能在現場即時且精確地（達ppb級別）辨識出延遲破壞的直接成因——擴散性氫氣以及更強力地被困住的氫氣。本裝置能強力補足基於國際標準的可靠評估體系，並為嶄新的製造技術提供更深入的見解。
選擇分析儀器的兩難
以往，「質譜分析法」雖具備高精度，但相較於「氣相色譜法」價格昂貴；而「氣相色譜法」則存在精度（是精度嗎？還是靈敏度？）相對較低的課題。
ESCO-TDS600 IR H2 正是解決了這些課題的劃時代儀器。
在維持高靈敏度與高定量性的同時，透過獨特設計，即使身為超高真空儀器，仍實現了優異的操作性與低導入成本。
| 比較項目 | ESCO-TDS600 IR H2（電子科學） | 氣相色譜法（大氣壓型） |
|---|---|---|
| 分析方式 | 超高真空・質譜儀 | 常壓・氣相色譜儀 |
| 測量靈敏度・定量性 | ○高（無副反應・ppb級） | △有疑慮（副反應風險） |
| 操作簡便性 | ◎簡單（直接放置並按下按鈕即可） |
◎簡單（無需真空腔室） |
| 數據獲取速度 | ◎高速（每秒一次） |
△（約每幾分鐘一次） |
| 定位 | 兼具質譜儀的高靈敏度、高精度與氣相色譜法的簡易性 | 簡易 |
從實驗室到「製造現場」，實現快速良壞判定的實用型機型
相較於ESCO-TDS系列的高階機型ESCO-TDS1200II IR，「ESCO-TDS600 IR H2」是一款同時兼具「現場操作的便利性」與「實驗室級性能」的機型。
本裝置的設計符合品質管理第一線的需求，可於現場輕鬆進行良品與不良品的判別（擴散性氫氣量的概算比較）。
【ESCO-TDS600 IR H2的四大特點與核心技術】
1. 即使是初學者也能輕鬆操作的「簡易測量」
本裝置雖為高真空環境，卻無需進行樣品的真空輸送。
只需將樣品直接放置於加熱腔內的石英載台上，關上蓋子並按下開始按鈕，即可開始測量。
無論操作人員的熟練程度如何，皆能穩定運作。
2. 壓倒性的「高速檢測」所帶來的訊號波形保持與精密分析
本裝置擁有每秒一次的檢測速度，相較於氣相色譜法（大氣壓型）每數分鐘一次的檢測速度，實則快了300倍。
氣相色譜法因需耗費時間進行氫氣的色譜分離，故在原理上難以提高升溫速率。
因此，存在著標準升溫速率受限於約100℃/h的結構性課題。
另一方面，採用質譜儀的本裝置因檢測頻率約為每秒1次，故不會因檢測頻率而受到升溫速率的限制。
這種高頻率採樣最大的優點在於，即使設定較快的升溫速率，仍能獲得細緻的原始升溫脫離訊號，從而準確捕捉「真實峰溫（Tp）」。
表：不同測量方式之檢測溫度解析度比較
| 檢測溫度間隔 | ||
| 升溫速度 | ESCO-TDS600 IR H2 每秒一次的情況 |
氣相色譜法 每五分鐘一次的情況 |
| 100℃/h（1.67℃/min） | 0.028℃ | 8.3℃ |
| 300℃/h（5℃/min） | 0.083℃ |
25.0℃ |
| 600℃/h（10℃/min） | 0.167℃ |
50.0℃ |
圖-1圖1：【比較】因檢測頻率差異導致氫氣峰值遺漏的模擬
如圖-1所示，在低檢測頻率（圖-1中為每5分鐘一次，約50℃間隔）下，無法捕捉到約196℃附近的峰值。
TDS600 能夠精確捕捉氫離子脫離峰值。
大氣壓型（氣流式）3. 透過超高真空測量「排除副反應」
在一般氣流式方法中，流經的氣體或樣品釋放出的氣體可能與樣品發生反應，從而產生「非源自樣品的氫氣」。
本裝置因在超高真空下進行測量，故能從根本上排除這些副反應，精確捕捉真正的氫氣釋放量。
氫標準樣品4. 高度可靠的「氫氣靈敏度校正」
本裝置的質譜儀採用經由美國國家標準與技術研究院（NIST）推薦之標準洩漏源所校正的氫氣標準樣品進行校正。
圖-2【ESCO-TDS600 IR H2 分析案例】
■無電解鎳電鍍（5μm）中的氫氣分析與脫氫處理評估
「本案例測量了厚度為5μm的無電解鎳電鍍層所釋放的微量氫氣行為，並比較了根據不同脫氫處理（烘烤）條件所產生的殘留氫氣量差異。
圖-2：無電解鎳鍍層的氫氣升溫脫附曲線（未加熱、100℃、150℃、200℃共4種條件）
［測量條件］
•升溫速率： 10℃/min（600℃/h）
• 檢測頻率：每0.5秒一次（120個數據點/分鐘）
圖表比較了以下4種條件下的氫氣釋放曲線。括號內的數值為測量時的總釋放氫氣量，換言之，代表「各脫氫處理後殘留於鎳電鍍膜上的氫氣量」。
①未進行脫氫處理者（殘留氫氣量：44ppm）
②真空環境下：於100℃加熱120分鐘（殘留氫氣量：19ppm）
③真空環境下：於150℃加熱60分鐘（殘留氫氣量：13ppm）
④真空環境下：於200℃加熱15分鐘（殘留氫氣量：11ppm）
從此結果可知，「處理溫度越高，即使加熱時間較短，逸出的氫氣量也越多，脫氫處理效果越佳（殘留於薄膜中的氫氣量越少）」。
若設定600℃/h的快速升溫速率，採用一般氣相色譜法那樣的低檢測頻率（例如：每5分鐘1次＝50℃間隔），將難以捕捉銳利峰值的頂點。
然而，本實驗透過每0.5秒一次的極高速測量，成功捕捉了來自5μm薄膜的陡峭氫氣釋放峰值。
我們提供可直接應用於現場品質管理（如決定最佳製造製程）的可靠數據。
【基本規格：ESCO-TDS600 IR H2】
・最大樣品尺寸：30×30×30mm
・氫氣釋放靈敏度：ng/g (ppb)
■分析腔室
・氫氣檢測器：質譜儀（2～4 Da）
・壓力計：BA-皮拉尼組合式壓力計（測量範圍：5×10⁻⁸～1×10⁵ Pa）
・溫度計：樣品台熱電偶（K型）
・分析室：容量10 L、最終真空度≦1×10⁻⁶ Pa
■加熱控制
・控制溫度範圍：室溫(RT)～600℃
・控制升溫速率範圍：0.5℃/分鐘～180℃/分鐘
・升溫步驟數：最多100步
・加熱源：1kW鹵素燈
■軟體
●測量軟體
・即時監測：氫氣訊號強度（m/z 2～4）、測量時間、壓力、溫度
・設定功能：簡易質譜儀參數設定、升溫程式設定
・自動測量啟動/停止功能：（依據MS訊號強度、測量時間、壓力、溫度進行控制）
・輔助功能：靈敏度校正輔助功能
●資料處理軟體
・圖表顯示：溫度圖、壓力圖、TDS 光譜、質譜
・背景校正：最小值、指數函數、樣條曲線、檔案背景
・資料輸出：CSV 格式輸出（m/z 2、3、4 訊號強度、時間、壓力、溫度、溫控輸出、脫離速率）
