基于光谱仪检测的有色金属材料分析探究

王金瑞

【摘  要】光谱仪检测分析可以更好地检测出有色金属材料的化学成分构成，并能够对有色金属材料的性能进行有效分析，从而更好地满足实际需要。本文对有色金属材料的光谱仪检测分析，主要阐述了光谱仪检测铝合金化学成分的方法以及相关步骤，希望本文的研究，能够为有色金属材料检测分析提供一些参考和建议。

【关键词】光谱仪检测;有色金属材料;分析

1有色金属材料的发展现状

1.1产量规模逐渐扩大

我国有色金属行业经过多年的摸爬滚打，逐渐形成了较为完善的体系，建立了雄厚的物质基础。尤其是这几年来，产量较为突出，逐渐跃居世界首位，产品的规格也在逐渐增多，除了能够满足国内产业的需要，还能出口一部分。就比如说：2002年，我国有十种有色金属的产量突破了1000万大关，成为了世界有色金属第一生产大国。此外我国还是有色金属的对外贸易大国，只2002年这一年我国有色金属的销售金额就高达2690亿元，其中有好多种金属的出口量都位居世界首位。

1.2研发取得进展

经过我国的不懈努力，在产品的性能和加工精度等方面都取得了巨大的进展。铝合金新材料的性能也得到了巨大的提升，有部分铝合金新材料的性能已经达到了世界先进水准。在高速列车和地铁中专用的高性能铝合金新材料也已经研制成功，并且已经开始了生产工作，同时铝材制备技术也得到了很大幅度的上升。在有色金属镁的研发方面，尽管我国对于镁的研发时间较短，但是到目前为止，我国已经研制出了多种镁合金材料。

2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。

3金属材料检测的内容、方法

在对金属材料进行检测的具体过程中，涉及的范围较广，其一是对有色金属、黑色金属及其设备的内部组成零部件进行检测;其二是对金属材料的内部成分以及尺寸等，包括耐腐蚀强度的检测，涉及两项检测项目，即对其性能的检测和主要成分组成的检测。检测的具体内容又包含对材料以及理化的检测，对成分的分析、元素的测试，判定是否为不锈钢等。判定金属材料的主要标准是按照锰、硅、磷、硫和碳的元素存在与否进行的，并且这也是判定金属材料主要性能的标准。在检测方法的使用中，由于金属材料的种类多，并且应用范围广泛，所以主要是对其进行性能方面的检测。性能检测主要检测其机械性能表现。通过必要的压缩检测、拉伸检测、弯曲检测以及剪切检测、冲击检测和扭转检测等，以此获取金属材料实际的性能参数和信息。检测过程容易进行，能够通过检测仪器直接读出相应信息和数据。在金属材料的金相性能表现方面，还要通过专业的金相显微组织检测等，对其材料成分进行分析，以此确定金属材料的主要性能。金属材料的金相组织受金属组成元素和热处理方法的影响，金属材料表现出特定的金属性能。

4基于光谱仪检测的有色金属材料分析

4.1设置光谱检测仪

首先，按光谱检测仪主菜单中的设置窗口键，对菜单页面的进行相应的选择，并根据有色物质检测的具体方案，设置相应的参考数据。其次，菜单页面的设置完成后，接下来对用户设置界面进行操作设置，在用户设置界面选择操作的模式，以完成对系统的操作;然后，光谱检测仪的系统操作设置结束之后，在光谱检测仪中生成相应的检测数据信息。数据信息主要根据检测到的有色金属的实际状态设置。最后，在语言时间的设置界面，对时钟和语言进行操作设置，设置成标准的语言和具体的时间，时间和语言的设置结束之后，选择分析模式的操作，进入选择分析模式界面并设置分析模式后，光谱检测仪的设置被视为完成状态。

4.2光譜检测仪的检测准备阶段

（1）启动状态检测。在光谱检测仪启动前，检查氩气的位置状态，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。

4.3有色金属材料的光谱仪检测定量分析

有色金属材料的光谱仪检测定量分析步骤如下：第一，首先要通过Operate键进入测量界面，之后对测量的样品进行选定。一般来说，在对有色金属材料进行定量分析时，主要利用计算机技术对其测量曲线进行分析，可以更好地了解有色金属材料的属性。本文以铝合金这种有色金属材料的光谱仪检测分析为例，在实际检测分析中，按OtherModel选定ZL104的测量曲线，当数据输入后，按回车键进行检测。第二，测量曲线输入完成后，按Setting进入下一检测过程中，之后按下NameofSelect键输入ZL104。第三，在NameofSelect内输入ZL104后，返回测量菜单，进行ZL104（铝合金）的测量工作。第四，测量状态下，将光标放在测量名字上，开始对测量结构进行打印。关于有色金属材料的测量值输出问题，需要根据实际需要进行操作，若是需要平均值，则需要在Average栏里选择PrintResults按键;当平均值打印时，系统会弹出窗口“总是打印平均值还是仅本次打印？”在进行光谱仪检测分析时，则需要根据实际情况进行。当测量数据打印完成后，需要将氩气开关关掉，之后用小毛刷将燃烧室和电极尖端进行清理，将电源关掉，待燃烧室的温度降下后，盖上盖子。有色金属材料的光谱仪检测定量分析，是对有色金属材料进行性能分析的关键一环，在实际检测分析过程中，要注重相关操作符合标准，这样打印出的检测分析结果才能更好地满足于实际需要。

5结束语

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]严圣明.基于图像处理的有色金属含量检测技术研究[J].世界有色金属，2016，19：39-40.

（作者单位：河北华建检测试验有限责任公司）