基于光谱仪检测的有色金属材料分析探究

发表时间:2021/6/25   来源:《中国电业》2021年3月第7期   作者:汪鑫
[导读] 光谱仪检测可以比较准确地分析有色金属材料的性能
        汪鑫
        新疆众和股份有限公司 新疆 830013
         
        【摘要】:光谱仪检测可以比较准确地分析有色金属材料的性能。所以,本文主要讨论了光谱仪检测仪检测有色金属材料的注意事项,并对其进行深入探究和分析,以期给光谱检测仪检测的准确性提供进一步提高的基础。
        【关键词】:光谱仪检测;有色金属材料;准备工作;注意事项
        引言
        随着我国社会的发展以及各方面需求的提升,不管是工业上或者人们的日常生活当中,对有色金属的需求变得更加迫切。目前,我国在检测有色金属材料方面使用的方法,主要有重量分析法。而其中光谱检测法是目前使用最为普遍而且最为简单的一种方式。
        1光谱仪检测概述
        光谱分析仪器的产生是因为原子发射光谱分析法。物质成分分析的光谱仪器发明1930年,渡过了看谱镜、摄谱仪以及直读光谱仪发展阶段,完成了定性、半定量、定量到直读。而且伴随着计算机技术不断发展,大大的提升了光谱分析仪器的分析精度、分析范围以及自动化程度。直读光谱仪能够定性或者定量的分析出材料成份或含量的一种检测仪器,直读光谱仪的优点有快速、准确、精度高、选择性好、操作简便以及无损分析等等,直读光谱仪被普遍用于冶金、机械、质检和科研方面。直读光谱仪的工作原理是样品与电极间进行放电进而形成的高能电火花再产生能量从而激发原子,让样品之中各原子的核外电子进行跃迁行为,在高能态的电子非常的不稳定,当激发态原子在高能态回到基态的过程中会把多余的能量利用光的形式进行释放。每种元素的基态以及激发态都不一样,因此波长不同,我们就可以按照波长来知道元素的种类,按照光子数目进而确定出元素的含量。国内对大型零部件的分析多采用便携式(即手持式)光谱仪,但其只能对金属中的部分元素做出定量分析,如果要对其它元素做出准确的判定,仍然需要对其进行解体取样采取化验分析。需要努力实现高度大于80mm,重量小于50kg的单平面零部件无损检测,才能更好的满足生产进度的需求,为产品质量控制提供可靠保证。减少大型零部件检测时的破坏,降低生产制造成本,提升了检测效率,满足了生产进度的需求,同时为产品质量控制提供可靠保证。
        2光谱检测仪的检测准备阶段
        (1)光谱仪启动状态检测。由于光谱检测仪一般在标准电压下启动工作,因此在进行光谱检测仪的分析过程前,首先要保证光谱仪的电压需要吻合,不能高于标准电压,防止设备及使用安全。在光谱检测仪启动前,检查氨气的位置状态,在光谱仪工作的时候,重点是对于出气装置下的节流调控,这个设置的高度需要合理,有利于对有色金属材料的分析工作。光谱检测仪在运行时,会有水泵的声音,这是正常现象,如果没有听到的话,就需要检查水泵的位置,是否发生损坏。
        (2)有色金属样品的准备。在光谱检测仪启动检测完毕后,就需要对有色金属样品的准备过程。在对有色金属材料的选取前,需要对样品处理干净,去除表面的附着物,然后如果有需要,可以进行打磨处理,保证检测原材料的变量单一,减少实验误差的产生。从而确保光谱检测仪分析的正确结果。
        (3)光谱检测仪的清理。有色金属材料的准备完毕后,就需要对光谱检测仪进行杂质清理。由于燃烧室以及电极是进行有色金属材料分析检测的重要场所,若燃烧室和电极混入其他杂质,就会严重影响检测的结论。所以燃烧室和电极的整洁程度对光谱仪检测分析有不可替代的作用。燃烧室是进行有色金属材料样品检测的重要组成部分。
        在实验检测中,可以通过释放氨气,对燃烧室进行清理,随后使用刷子对电极连接处清洁,可以为之有效的进行有色金属采样样品的检测分析。


        3光谱检测有色金属材料定量分析
        3.1检测分析过程
        以铝合金有色金属材料为例,来完成光谱检测类的分析。光谱检测的整个过程可以分成几个流程,先检查样品,进入到检测界面设定检测数据,输入测量数据,然后测量有色金属的材料,测量结果打印出来,首先要点击进入到检测界面,然后选择检测的铝合金样品,然后再进入到选择测量曲线的界面,选择测量曲线,再输入数据。之后再进入到下一个检测过程,然后再返回测量菜单主要的页而,实施测量工作,最后再把鼠标放在菜单的名字上,打印测量结果。在测量结果打印的过程当中,按照打印的具体需求,来完成不同的检测操作。比如可以选择平均值打印,或者选择结果重点打印等,按照系统弹出的窗口来选择确定或者取消,确定是进行结果打印,而取消就是对打印结果进行进一步修正。
        3.2检测分析结果
        使用光谱检测有色金属材料的过程中,铝合金相关的检测结果是Si测量值在10%左右,Mg测量值在0.1%左右,Mn测量值大概在0.3%左右,三种铝合金的有色金属材料测量值都符合以上数据,检测结果是准确的,检测的精确度较高。
        4.光谱仪在有色金属材料检测过程中需要注意的事项
        4.1保证气流处于低流速状态
        利用氢气对铜合金进行检测分析时要保证气流为低流速,在氢气处于低流速的情况下燃烧室才能持续保持燃烧状态,起到检测作用。如果没有掌握好气流的速度,则会影响到检测结果。有色金属检测数据的可靠性降低。因此在氢气检测过程中要保证氢气能够真正起到作用,同时也要注意样品不受损伤,以免影响到后续的研究。在检测过程中同样要注意燃烧室的清理,保持其清洁状态,在检测过程中避免样品被污染。
        4.2增加废样监测程序
        废样检测指的是在正式开展光谱仪检测分析之前先对废样进行检测的过程。光谱分析仪器需要进行一定的数据设定,在刚开机运作时不能够保证其稳定性,容易造成检测的数据不够准确,影响有色金属材料性能的分析结果。为了保证有色金属材料检测结果的准确性与实用性,在进行铜合金检测之前可以利用几块废弃样品首先完成检测流程,光谱仪在运行15分钟左右时仪器的运行逐渐稳定。这样在光谱仪达到最佳状态时再进行铜合金的材料检测能够起到提升其结果的准确度。经过废样检测后,光谱仪器能够保持良好的运行状态,提升有色金属的检测效果,增强数据的可靠程度。
        4.3对有色金属材料进行恰当的打磨
        在检测之前对有色金属材料进行打磨是必备的过程,但是有色金属材料的不同决定打磨方式有所区别,工作人员在进行打磨之前需要注意不同金属材料的特性,利用不同的打磨方式完成有色金属材料的打磨工作,保证其材质的稳定。在我国当前有色金属材料的检测过程中往往采用砂纸材料对有色金属进行打磨,这种手工操作不能完全保证打磨的效果,在处理过程中可能会使金属材料受到损伤。操作方式较为单一,精确度不高,不能满足光谱仪器的操作要求。同时由于砂纸打磨的误差性也容易使检测数据不够准确。如果对砂纸进行了重复利用,则容易导致之前的金属材料在砂纸上存在残留情况,在对之后的金属材料进行打磨时容易影响金属材料的纯度。因此在打磨过程中要掌握砂纸的打磨方式,尽量减少由于砂纸打磨带来的数据偏差,对砂纸及时进行更换,使最终的检测结果能够更加准确,确保样品的完好性,金属材料经过打磨之后再进行相应的检测能够使检测人员更容易把控测量方式,数据结果更准确。
        结语
        通过对光谱仪制备工作的分析,介绍了定量分析方法,然后分析了预防性项目和光谱仪的检测结果,详细表述了如何利用光谱仪对有色金属材料进行检测和分析,取得了满意的结果,对未来的化学行业是值得推广的。
        参考文献
        [1]祁钢虎.有色金属分析中直读光谱仪的应用探讨[J].世界有色金属,2020(13):139-140.
        [2]陈宣,王丽香,承书振,孙长顺,胡恩.高精度便携式X射线荧光光谱仪对污水厂剩余污泥重金属的快速测定[J].净水技米.2019.38(12):17-21+35.
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