直讀光譜法測定鋼材中高含量砷

摘要：經(jīng)過試驗(yàn)確定了合適的分析條件，對直讀光譜儀原工作曲線范圍進(jìn)行了擴(kuò)展，樣品分析表明結(jié)果滿意。

關(guān)鍵詞：砷；工作曲線；擴(kuò)展；直讀光譜儀；鋼材。

目前，直讀光譜儀在鋼鐵，冶金，機(jī)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時預(yù)制了工作曲線，這大大方便了用戶，也節(jié)約了許多因繪制工作曲線所需的標(biāo)準(zhǔn)樣品。因?yàn)閮x器預(yù)制了工作曲線，設(shè)定了元素的測量范圍，而在實(shí)際分析工作中有時會超出設(shè)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(dá)0.30%。采用化學(xué)分析法測定鋼中砷，過程繁瑣，分析周期長。為快速準(zhǔn)確地檢測樣品中砷，需要對砷的工作曲線進(jìn)行擴(kuò)展。本文就直讀光譜儀工作曲線的擴(kuò)展（以砷為例）作一簡單的介紹，供同行參考。

 1實(shí)驗(yàn)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(shù)可調(diào)；ZQJD4-0.6型氬氣凈化器。

 分析條件：沖洗時間2s，預(yù)燃時間5s，積分時間8s（其中碳5s，其他元素3s）。分析間距：3.4mm；分析線As:189.042nm       參比線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(yīng)平整無夾雜裂縫等缺陷。

1.3工作曲線

     本儀器使用的工作曲線是持久曲線，采用兩點(diǎn)校準(zhǔn)法校準(zhǔn)工作曲線。按實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)置工作條件，依據(jù)儀器軟件，用三十二個標(biāo)樣值擬和砷的新的工作曲線，砷元素工作曲線的相關(guān)系數(shù)為0.9952。原測定范圍是：0.001%-0.075%，擴(kuò)展后是：0.001%-0.30%。

2結(jié)果與討論

2.1預(yù)燃時間及積分時間

合適的預(yù)燃時間，是為了獲得靈敏且穩(wěn)定的測定結(jié)果，而積分時間則是計(jì)算分析結(jié)果所必需的。本方法按儀器出廠設(shè)置：預(yù)燃時間為5s。積分吧時間為8秒。

2.2砷工作曲線的擴(kuò)展

預(yù)擴(kuò)展本儀器工作曲線的檢測范圍，要有標(biāo)準(zhǔn)樣品（本試驗(yàn)用樣品砷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.115%）或經(jīng)準(zhǔn)確定值的內(nèi)控樣品（0.30%）。其擴(kuò)展步驟是：

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

（2） 在直讀光譜儀的擴(kuò)展程序中→編輯→標(biāo)樣（calibration   standards）→列表→新標(biāo)樣→在樣品類型的calibration   standards前打上標(biāo)記→含量中輸入該標(biāo)樣各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在proposed   standards 欄把該標(biāo)樣選擇進(jìn)入selected   standards欄中，并測定其強(qiáng)度比。

（3） 在直讀光譜儀的擴(kuò)展程序中→回歸→砷，程序會自動進(jìn)行回歸計(jì)算。比較其一次，二次，三次回歸方程的優(yōu)劣，其相關(guān)系數(shù)分別 0.9948,0.9952和0.9945.選擇相關(guān)系數(shù)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(jié)構(gòu)不同等影響，本方法采用內(nèi)控樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)合使用，以提高結(jié)果的準(zhǔn)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(jié)果，氬氣純度應(yīng)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(jié)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(yīng)的分析程序下，由直接光譜儀測定。用本方法測定內(nèi)控樣品中砷，分析結(jié)果見表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(yīng)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(zhǔn)確地測定鋼中砷元素，能夠滿足公司實(shí)際生產(chǎn)的需要；同時擴(kuò)大了直讀光譜儀測試范圍，為其它類似鋼材的測試打下了基礎(chǔ)。應(yīng)用此法對鋼中鈷和釩的測量范圍進(jìn)行了擴(kuò)展：鈷由0.35%擴(kuò)展到2.0%；釩由2.0擴(kuò)展到10.0%。