光電直讀光譜儀分析中小樣品夾具的應用

摘要：我廠(chǎng)光譜分析2006年以前由于火花臺激發(fā)孔限制，只能分析直徑大于15mm塊狀試樣，對15mm以下試樣需進(jìn)行化學(xué)分析，大大影響試樣的分析速度。2006年我廠(chǎng)購買(mǎi)一套德國SPECTRO 公司生產(chǎn)的小樣品夾具我們將此夾具安裝在我廠(chǎng)的SPCETRO M5光譜儀上，通過(guò)一系列分析條件試驗，目前對6-12mm的鋼絲試樣，只需做出同規格同材質(zhì)的標準控制試樣，就可直接分析，大大提高了對試樣的分析處理速度。由于棒材夾具所用激發(fā)條件與正常塊狀激發(fā)條件不一樣，數據相差很多，所以此改造難點(diǎn)在于要通過(guò)實(shí)驗找出佳光源參數，來(lái)消除因激發(fā)條件改變對分析數據帶來(lái)的影響，并且要制做每個(gè)規格每個(gè)鋼種的定值準確的小棒材標準控制樣品，以及消除制備試樣對分析結果的影響。

 關(guān)鍵詞：小樣品夾具：光源參數：小棒材控制樣品：試樣制備；光電直讀光譜儀

1 實(shí)驗部分

1.1儀器

       SPECTRO   M5 實(shí)驗室光電直讀光譜儀（德國SPECTRO公司）

       小棒材工具包括激發(fā)小樣品臺板，內徑為5毫米氮化硼片，小夾具一個(gè)。

1.2工作條件

氬氣：靜態(tài)流量：5L/min ,分析流量250L/min純度大于99.996%。

電：鎢電，直徑4mm，分析間隙3mm。

2.結果與討論

 2.1 光源參數的確定

一般情況下，光源參數包括沖洗時(shí)間，預熱時(shí)間，積分時(shí)間，而每一個(gè)分析程序都根據分析樣品的不同而有不同的光源參數，我們建立了的棒材分析程序，通過(guò)實(shí)驗確定了分析棒材所使用的佳的光源參數，詳細數據見(jiàn)表1-表3（表1,2,3均為一個(gè)試樣在不同的激發(fā)參數時(shí)分析三次的鎢元素百分含量變化數據）。

表1    沖洗時(shí)間對樣品中鎢測定結果的影響

由表1中數據可以發(fā)現，隨著(zhù)沖洗時(shí)間的加大分析樣品的標準偏差明顯減少，但到一定的時(shí)間后（15秒）不再有太大的變化，這樣分析樣品的準確性會(huì )大大增加。

表2    預燃時(shí)間對樣品中鎢測定結果的影響

由表2中數據可以看出，棒材樣品所需的預燃時(shí)間比正常激發(fā)塊樣所需的預燃時(shí)間要短，原因是棒材樣品的激發(fā)表面比塊狀樣品的激發(fā)表面小，而需要相對較短的預燃時(shí)間（8秒）就能達到一個(gè)穩定的放電狀態(tài)。

表3  積分時(shí)間對樣品中鎢測定結果的影響

由表3中數據可以看出，棒材樣品所需的積分時(shí)間比正常激發(fā)塊樣所需的積分時(shí)間要長(cháng)，原因是棒材樣品的激發(fā)表面比塊狀樣品的激發(fā)表面小，而需要相對較長(cháng)的積分時(shí)間（6秒）來(lái)達到一個(gè)同塊狀樣品積分所需要的同等的光強。

根據以上實(shí)驗數據，我們確定佳的光源參數為沖洗時(shí)間15秒，預熱時(shí)間8秒積分時(shí)間6秒。

2.2采用與測量樣品規格，型號相對應的內控標樣，確保分析結果的準確性

我廠(chǎng)目前生產(chǎn)中涉及的鋼種有幾十個(gè)，棒材分析內控樣品也必須用棒材，并且規格型號必須與被測樣品一致，這樣才能消除因激發(fā)條件的不同而造成的偏差，而內控樣品的準確定值就是采用先將大規格（Φ16）試樣用化學(xué)方法定值，然后將此樣品再制備成各種規格。M2小棒材內控標樣的化學(xué)值與制成各個(gè)規格后直接用光譜分析的數據比較見(jiàn)表4.。

從表4中可以看出，由于試樣規格的不同而引起偏差，只有內控標樣與被測樣品規格型號均一致時(shí)所得到的分析數據誤差小，而且內控標樣各個(gè)元素含量與被測樣品元素含量相接近或略高為好。

 2.3 制樣因素對試樣結果準確性的影響與消除

樣品的制備好壞對分析結果的影響很大，特別是對非金屬元素C,P,S的分析影響更大。我們對棒材小夾具進(jìn)行了改進(jìn)，將被測樣品與棒材小夾具具用三條螺絲固定在一起進(jìn)行制備，這樣就能保證了樣品表面的平整，光潔，且樣品的軸先垂直，保證了分析結果的準確性。

我們使用m2Φ8.0內控標樣分析部分m2Φ8.0鋼絲試樣，光譜分析結果與化學(xué)分析結果比較見(jiàn)表5，從表5可以看出，光譜分析結果與化學(xué)分析結果一致，并且結果滿(mǎn)足精度要求。

3結論

（1） 建立了的小棒材分析程序，通過(guò)試驗選擇了佳的分析條件，使小棒材分析結果精密度大大提高，提高了分析的準確性。

（2） 內控樣品應選擇與被測樣品型號和規格一致，且內控樣品各元素含量與被測樣品元素含量相接近為好，

（3） 制樣對分析結果的影響很大特別是對C,P,S的分析結果，通過(guò)我們自己對樣品夾具進(jìn)一步的改進(jìn)，得到很大的改善。