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2,、原理:將制備好的塊狀樣品作為一個(gè)電極,,用光源發(fā)生器使樣品與電極之問(wèn)激發(fā)發(fā)光,,并將該光束引入分光室,通過(guò)色散原件將光譜分解后,,對(duì)選定的內(nèi)標(biāo)線和分析線強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量,,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線,求出樣品中待測(cè)元素的含量,。
3,、試驗(yàn)條件:
氬氣純度99.999%;
氬氣流量:沖洗6~15 L/min,,積分2.5~7L/min,,靜止0.5~1 L/min。
對(duì)電極:直徑4 mm,。
供電要求接地電阻于4Q,,主機(jī)供電220V 16A 50Hz,計(jì)算機(jī)供電220V 16A 50Hz,;
環(huán)境條件:溫度范圍15℃~30℃,相對(duì)濕度20%~80%,。
4,、樣品制備:直讀光譜儀分析技術(shù)要求分析樣品應(yīng)保證均勻,無(wú)縮空和裂紋,,鑄態(tài)樣品的制取應(yīng)將鋼水注入規(guī)定的模具中,,用鋁脫氧劑時(shí),脫氧劑含量不應(yīng)超過(guò)0.35%,,鋼材取樣應(yīng)選取具有代表性的部位,。通常要求分析樣品的直徑于16 mm,厚度于2 mm,,并保證樣品表面平整,、潔凈。把握以下兩點(diǎn)對(duì)提高光譜檢驗(yàn)的精度非常有益,,其一,,將樣品用車床和銑床加工成光滑平面,并且用無(wú)水乙醇擦拭,。其二,,將標(biāo)準(zhǔn)樣品,控制樣品及試樣在同一溫度條件下激發(fā),。
5,、減少分析誤差的方法探索:無(wú)論如何對(duì)于直讀光譜儀檢測(cè),都存在分析誤差,。以下幾個(gè)方面選擇zui合適的參數(shù),,可以zui限度地減少誤差,。
(1)干擾校正:干擾校正主要包括兩個(gè)方面:*,以基本元素(Fe)為內(nèi)標(biāo),,建立分析元素與內(nèi)標(biāo)間相對(duì)強(qiáng)度對(duì)元素含量的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,,以消除高含量基體對(duì)微量元素測(cè)量的影響。第二,,針對(duì)固定的元素通道給選擇元素測(cè)定波長(zhǎng)帶來(lái)的不便及高含量元素的干擾,,利用儀器的軟件進(jìn)行自動(dòng)的干擾校正。
(2) 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線:在選定的分析條件下,,測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品中元素的譜線強(qiáng)度,,以基體(Fe)為內(nèi)標(biāo),繪制相對(duì)強(qiáng)度與元素含量的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線,,在清理了火花臺(tái)內(nèi)部,,清理了光路,改變了基體,,更換了氬氣瓶或調(diào)整了氬氣流后,,都應(yīng)利用兩點(diǎn)法進(jìn)行曲線標(biāo)準(zhǔn)化校正。
(3)氬氣純度及沖洗時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:氬氣不純會(huì)導(dǎo)致樣品激發(fā)不正常,,也就是有擴(kuò)散放電,,使試樣表面色澤發(fā)白,其激發(fā)譜線強(qiáng)度降低,,特別是硫元素的譜線波長(zhǎng)較短,,易被水蒸汽和空氣中的氧吸收。譜線強(qiáng)度更低,,從而使分析結(jié)果嚴(yán)重偏低,。一般要求氬氣純度在99.99%以上。
氬氣沖洗時(shí)間主要有激發(fā)室容積的,、氬氣流量及純度,、樣品表面對(duì)氧和水分的平均吸收量等因素決定。實(shí)踐證明,,氬氣沖洗時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng),,有利于改善元素測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度,一般不低于3s,。
(4)樣品的組織結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:儀器所帶的校準(zhǔn)曲線采用標(biāo)準(zhǔn)樣品制作,。由于標(biāo)準(zhǔn)樣品和試樣的冶煉工藝和制作過(guò)程不同,標(biāo)準(zhǔn)樣品多為鍛造,、軋制狀態(tài),,試樣多為澆鑄狀態(tài),加工過(guò)程不同,,組織結(jié)構(gòu)也不同,,影響其熔點(diǎn)和導(dǎo)熱性,,改變其被光源清濁的程度,從而影響分析結(jié)果,。我們用中低合金鋼標(biāo)準(zhǔn)樣品(GSBH40068~93)驗(yàn)證曲線線性和準(zhǔn)確性,,其中硫元素的線性和準(zhǔn)確性偏離較。為了消除組織結(jié)構(gòu)不同造成的影響,,在光譜分析中我們采取如下措施:
①在原校正曲線的基礎(chǔ)上,,根據(jù)不同單位的樣品,制作現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)曲線,。
②用自制控制樣品進(jìn)行類型標(biāo)準(zhǔn)化,,用自制控制樣品類型標(biāo)準(zhǔn)化后的曲線進(jìn)行樣品分析。
(5)樣品的制備精度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:樣品制備對(duì)分析結(jié)果有顯著影響,,特別對(duì)硫元素影響更,。一般要求樣品表面要潔凈、紋路清晰,,無(wú)氣孔,、砂眼。有氣孔,、砂眼,,將影響激發(fā)效果,使結(jié)果偏高,。紋路不清晰對(duì)測(cè)量結(jié)果也有影響,同一塊樣品磨制,,紋路不清,,分析結(jié)果與紅外碳硫儀對(duì)照,結(jié)果偏差較,,重新磨制紋路清晰后再分析,,則結(jié)果與紅外碳硫儀測(cè)定值接近。
(6)樣品溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響:通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐證明,,光譜分析樣品的溫度與檢測(cè)結(jié)果也有很直接的關(guān)系,,所以在前面取樣分析中已作了詳細(xì)的闡述,特別是樣品溫度對(duì)硫元素測(cè)定結(jié)果產(chǎn)生一定影響,,溫度越高,,影響越。因此在制樣或樣品激發(fā)過(guò)程中,,如果樣品溫度過(guò)高,,應(yīng)將樣品冷卻至接近室溫后再測(cè)定。樣品元素分布的偏析對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,,金屬材料中各個(gè)元素分布偏析現(xiàn)象是普遍存在的,,只有對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備才提出了較高的元素均勻化處理的要求,,所以在檢測(cè)過(guò)程中只能通過(guò)控制檢測(cè)樣品的溫度,特別是硫,,它是鋼中易偏差的元素,。鋼在冷卻過(guò)程中,是由外至內(nèi)逐漸冷卻的,,由于中心溫度高于邊緣溫度,,硫元素向中心富集造成偏差,易導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏差較,。在取制樣品時(shí)要緩冷,,避免急冷,分析時(shí)應(yīng)至少激發(fā)3個(gè)點(diǎn),,而且激發(fā)點(diǎn)分布要均勻,。
6、存在的問(wèn)題
(1)檢測(cè)時(shí)雖然對(duì)樣品的用量少,,只需在樣品的表面激發(fā)少量的樣品即可完成光譜全分析,,但由于取樣量少,樣品不均勻而使分析結(jié)果的誤差增,,如上所述硫元素的檢測(cè),,它屬于易于偏析的元素。
(2)樣品分析時(shí)要對(duì)材料的表面做拋光打磨處理,,雖然磨損量微,,但對(duì)于一些壁厚較薄的材料,還是有可能超出樣品檢測(cè)厚度的負(fù)偏差,。
(3)理論上對(duì)任何形狀的鐵基材料都可以檢測(cè),,但由于火花臺(tái)面設(shè)計(jì)與制造的原因,盡管配備樣品火花臺(tái)及樣品夾具,,還有部分樣品仍然無(wú)法檢測(cè),,一些的棒材及管材的檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不夠。
(4)儀器對(duì)氣壓力及溫度變化的適應(yīng)能力還存在一定的差異,,樣品檢測(cè)過(guò)程中氣壓力及溫度的細(xì)微變化對(duì)檢測(cè)結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生一定的影響,。
(5)光譜分析是一種相對(duì)的分析方法,需要一套標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)照,,往往由于標(biāo)準(zhǔn)樣品不易制備而使分析受到一定限制,,特別是檢測(cè)進(jìn)口樣品,因沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣品無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)定,。
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