直讀光譜法測定鋼材中高含量砷

摘要：經(jīng)過(guò)試驗確定了合適的分析條件，對直讀光譜儀原工作曲線(xiàn)范圍進(jìn)行了擴展，樣品分析表明結果滿(mǎn)意。

關(guān)鍵詞：砷；工作曲線(xiàn)；擴展；直讀光譜儀；鋼材。

目前，直讀光譜儀在鋼鐵，冶金，機械等行業(yè)已日趨普及。而上許多的直讀光譜儀如斯派克公司等都在儀器出廠(chǎng)時(shí)預制了工作曲線(xiàn)，這大大方便了用戶(hù)，也節約了許多因繪制工作曲線(xiàn)所需的標準樣品。因為儀器預制了工作曲線(xiàn)，設定了元素的測量范圍，而在實(shí)際分析工作中有時(shí)會(huì )超出設定的測量范圍。例如，直讀光譜儀測定鋼中砷的原測量范圍為0.001%-0.075%，而樣品中砷含量高達0.30%。采用化學(xué)分析法測定鋼中砷，過(guò)程繁瑣，分析周期長(cháng)。為快速準確地檢測樣品中砷，需要對砷的工作曲線(xiàn)進(jìn)行擴展。本文就直讀光譜儀工作曲線(xiàn)的擴展（以砷為例）作一簡(jiǎn)單的介紹，供同行參考。

 1實(shí)驗部分

1.1儀器及工作條件

斯派克LAB型直讀光譜儀：火花激發(fā)光源，放電參數可調；ZQJD4-0.6型氬氣凈化器。

 分析條件：沖洗時(shí)間2s，預燃時(shí)間5s，積分時(shí)間8s（其中碳5s，其他元素3s）。分析間距：3.4mm；分析線(xiàn)As:189.042nm       參比線(xiàn)Fe:    187.746nm

1.2試樣制備

由于樣品是中低合金鋼，一般取圓柱形樣品，切取部分圓柱體進(jìn)行分析。激發(fā)面在粒度為0.35mm的氧化鋁砂紙上磨制后，在儀器上激發(fā)分析。激發(fā)面應平整無(wú)夾雜裂縫等缺陷。

1.3工作曲線(xiàn)

     本儀器使用的工作曲線(xiàn)是持久曲線(xiàn)，采用兩點(diǎn)校準法校準工作曲線(xiàn)。按實(shí)驗結果設置工作條件，依據儀器軟件，用三十二個(gè)標樣值擬和砷的新的工作曲線(xiàn)，砷元素工作曲線(xiàn)的相關(guān)系數為0.9952。原測定范圍是：0.001%-0.075%，擴展后是：0.001%-0.30%。

2結果與討論

2.1預燃時(shí)間及積分時(shí)間

合適的預燃時(shí)間，是為了獲得靈敏且穩定的測定結果，而積分時(shí)間則是計算分析結果所必需的。本方法按儀器出廠(chǎng)設置：預燃時(shí)間為5s。積分吧時(shí)間為8秒。

2.2砷工作曲線(xiàn)的擴展

預擴展本儀器工作曲線(xiàn)的檢測范圍，要有標準樣品（本試驗用樣品砷質(zhì)量分數為0.115%）或經(jīng)準確定值的內控樣品（0.30%）。其擴展步驟是：

（1） 在直讀光譜儀的擴展程序中-編輯-校準范圍，把原檢測范圍的高限改為0.30.

（2） 在直讀光譜儀的擴展程序中→編輯→標樣（calibration   standards）→列表→新標樣→在樣品類(lèi)型的calibration   standards前打上標記→含量中輸入該標樣各元素的質(zhì)量分數。在proposed   standards 欄把該標樣選擇進(jìn)入selected   standards欄中，并測定其強度比。

（3） 在直讀光譜儀的擴展程序中→回歸→砷，程序會(huì )自動(dòng)進(jìn)行回歸計算。比較其一次，二次，三次回歸方程的優(yōu)劣，其相關(guān)系數分別 0.9948,0.9952和0.9945.選擇相關(guān)系數好的二次回歸方程。

2.3校正樣品

在光電直讀光譜儀分析中，基體及第三元素的影響是普遍存在的。本法中的工作曲線(xiàn)已對基體及元素間的干擾進(jìn)行了校正，為消除或減少其它如 冶金工藝，組織結構不同等影響，本方法采用內控樣品和標準樣品結合使用，以提高結果的準確性。

2.4氬氣純度

 氬氣作為本儀器的分析載氣，其純度直接影響分析結果，氬氣純度應在99.994%以上。本方法中對市購氬氣經(jīng)ZQJD4-0.6型氬氣凈化器純化后使用，確保分析結果。

3樣品分析

          以已制作完成的樣品的激發(fā)面為上電，鎢電做下電，在相應的分析程序下，由直接光譜儀測定。用本方法測定內控樣品中砷，分析結果見(jiàn)表1.從表1可以看出，本方法測定值與ICP方法測定值一致，本方法測定誤差符合（GB223）允許差要求。

本方法已應用于實(shí)際生產(chǎn)近兩年，實(shí)踐表明：使用該方法可快速，準確地測定鋼中砷元素，能夠滿(mǎn)足公司實(shí)際生產(chǎn)的需要；同時(shí)擴大了直讀光譜儀測試范圍，為其它類(lèi)似鋼材的測試打下了基礎。應用此法對鋼中鈷和釩的測量范圍進(jìn)行了擴展：鈷由0.35%擴展到2.0%；釩由2.0擴展到10.0%。