金屬材料實(shí)驗(yàn)室常用儀器之優(yōu)劣勢(shì)
拓普思實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)
2018-12-17
金屬材料實(shí)驗(yàn)室常用儀器之優(yōu)劣勢(shì)
常見的分析儀器有，原子吸收分光光度計(jì)、原子熒光光譜儀、電感藕合等離子體發(fā)射光譜儀（簡(jiǎn)稱ICP）、火花直讀光譜儀（簡(jiǎn)稱光譜儀）、X射線熒光光譜儀、能譜儀等。此外，還有些專屬性分析儀器，如碳硫分析儀、氧氮?dú)淙剡B測(cè)儀等。這些儀器有生產(chǎn)過程中扮演著不同的角色。下面談一下各種儀器在金屬材料中扮演的不同角色，供各位選擇設(shè)備時(shí)參考。
一、火花直讀光譜儀
直讀光譜儀（又叫光電直讀光譜儀、火花直讀光譜儀）
1、直讀光譜儀優(yōu)勢(shì)
（1）直讀光光譜儀從誕生到發(fā)展原自于鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)要求爐前快速分析，具有60余年的歷史。
（2）直讀光譜儀是金屬材料的shouxuan設(shè)備。具分析制樣簡(jiǎn)單，只需簡(jiǎn)單物理加工。分析速度快，一分鐘可以給出所需檢測(cè)元素的全部信息，分析精度高。
（3）金屬材料生產(chǎn)企業(yè)，無論是鋼鐵行業(yè)，還是有色金屬冶煉企業(yè)均是用直讀光譜儀進(jìn)行過程控制分析和zui終產(chǎn)品檢驗(yàn)。
（4）目前直讀光譜儀覆蓋了鋼鐵、鋁、銅、鉛、鋅、金、銀、銅各種金屬和合金的分析，用戶分布越來越廣。
（5）目前主流光譜儀生產(chǎn)商（如ARL直讀光譜）能提供工廠校正曲線，這樣大大減少了用戶對(duì)標(biāo)樣的依賴性。
2、火花直讀光譜儀的局限性
對(duì)于金屬材料生產(chǎn)企業(yè)來講，直讀光譜儀的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到了很好。但對(duì)于機(jī)械廠進(jìn)廠材料檢測(cè)來講或其它行業(yè)用戶來講，會(huì)遇到以下問題：
（1）當(dāng)分析基體很多時(shí)，設(shè)備的采購(gòu)成本會(huì)很高。
（2）受儀器分析通道數(shù)的限制，一臺(tái)儀器安裝的通道數(shù)有限。
（3）特殊型狀的樣品，如非常小的線材、非常薄的金屬泊片用直讀光譜就無法分析。通常直讀光譜儀只能分析直徑3mm以上的線材和厚度0.1mm以上的片狀試樣。
二、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP）
1、ICP光譜儀的優(yōu)勢(shì)
電感藕合等離子體發(fā)射光譜儀是目前應(yīng)用zuizuiguangfan的分析儀器之一。它只所以在分析領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，主要是：
（1）ICP具有突出的檢出限，在水溶液中的檢出限可達(dá)ppb級(jí)，基體上能滿足常見材料的分析要求；
（2）分析對(duì)象guangfan，只要能處理成液體的試樣均可進(jìn)行分析；除能分析金屬材料外，地質(zhì)樣品、環(huán)保樣品、電鍍液等均可進(jìn)行分析。
（3）分析速度快，一分鐘可以給出suoyou元素的含量信息。
2、ICP儀器的局限性
由于需要將試樣處理成液體，哪么在試樣處理過程中形成揮發(fā)的元素將不能或不會(huì)準(zhǔn)確測(cè)定
三、XRF熒光光譜儀
XRF熒光光譜儀根據(jù)其分光原理不同分成波長(zhǎng)色散型X熒光光譜儀（波譜儀，WDXRF）和能量色散型X熒光光譜儀（能譜儀，EDXRF）。我們通常所說的X熒光光譜儀就是指波長(zhǎng)色散的儀器。
1、XRF熒光光譜儀的優(yōu)勢(shì)
（1）制樣簡(jiǎn)單。通常情況下是物理制樣。試樣經(jīng)過簡(jiǎn)單的破碎、研磨成粉末壓片或熔融制成。
（2）分析范圍廣，理論上從sihao元素Be到92號(hào)元素鈾均可進(jìn)行分析。
（3）測(cè)量范圍寬，從百分之0.001到百分之99.99均可進(jìn)行分析。
2、XRF熒光光譜儀的局限性
（1）各公司宣傳XRF熒光光譜儀的分析范圍從PPM到百分之99.99。實(shí)際上儀器的分析下限受所分析試樣的基體影響很大。如果分析碳?xì)浠衔镏械脑兀瑱z出限可以達(dá)到到PPM，如石油中硫S的分析，地質(zhì)樣品中則只能達(dá)到10PPM，而在鉛合金中檢出限要50PPM以上。XRF無法進(jìn)行純金屬材料分析，純金屬材料中各元素的含量均很低。
（2）不銹鋼中的五害元素也不能用XRF進(jìn)行分析。傳統(tǒng)上，不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)通常用XRF熒光進(jìn)行過程控制分析，主要是直讀光譜儀對(duì)高含量元素鉻、鎳的測(cè)量精度不能令人滿意。一臺(tái)儀器就能滿足合金成份與微量元素的全部測(cè)定。便目前不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)就只能用直讀光譜儀來測(cè)量微量元素了，因當(dāng)今材料要求五害元素的含量比guojia標(biāo)準(zhǔn)要低得多。
（3）XRF對(duì)標(biāo)樣的依賴性很強(qiáng)。試樣的顆粒度、組成、結(jié)構(gòu)差異等均會(huì)對(duì)分析結(jié)果產(chǎn)生很大影響。
四、其他專屬性儀器
碳硫分析儀和氧氮?dú)浞治鰞x，專于用于金屬材料中碳硫元素分析和氣體氧氮?dú)涞姆治觥Ｖ弊x光譜儀對(duì)碳硫分析已獲得很好的測(cè)量結(jié)果，哪么為什么還需要配碳硫分析儀呢，主要是guojia規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法就是碳硫分析儀。直讀光譜儀測(cè)量鋼鐵中氮和銅中的氧是沒有問題的，但對(duì)于鋼鐵中氧和氫還不能達(dá)到滿意的結(jié)果。
結(jié)論
（1）做為金屬材料實(shí)驗(yàn)室，原子吸收光譜儀、ICP光譜儀、直讀光譜儀是必要設(shè)備。各種儀器取長(zhǎng)補(bǔ)短。不是哪一種儀器就能滿足全部應(yīng)用要求。
（2）直讀光譜儀是金屬實(shí)驗(yàn)室的shouxuan設(shè)備，可提供快速準(zhǔn)確的定量分析。
（3）其它分析儀器是直讀光譜儀的補(bǔ)充手段。
