有色金属分析中直读光谱仪的应用探讨

卫锋 张亚兵 王洪栋

摘 要：伴随着科学技术的快速发展，各行各业都有了长足的进步。对于有色金属来说，从狭义的方面主要指的就是除了铁、锰、铬之外的所有金属，因此其又被称为非铁金属;而从广义的方面来说，有色金属还可以包含有色合金等。在实际应用中，有色金属材料拥有更高的应用价值。而直读光谱仪具有分析速度快;准确度高，相对误差小的特点;特别适合炉前分析并指导生产。因此如何有效的利用检测设备服务好生产是一个值得探讨的问题，基于此，讨论了光谱检测及检测前的准备工作，其次分析了光谱检测有色金属材料的定量分析，然后从四个方面分析了光谱检测有色金属材料的注意事项。

关键词：有色金属;光谱仪器;检测;材料分析

引言

在现代的技术进程之中，由于光电技术与计算机技术的飞速发展，在很大的程度之上提升了光谱分析技术的发展速度。直读光谱分析技术在实际的生产实践应用之中，表现出了操作简单、分析快速、结果准确、精度高等等的特征，这就使得该技术逐步的成为了分析化学之中，较为重要的仪器分析方法其中之一。直读光谱分析技术被广泛的应用在钢铁与有色冶金行业之中，起一个炉前快速分析的作用，而且也成为了分析各种常见的固体金属材料的一种准的分析方法。

1直读光谱仪概述

从实际应用上来看，直读光谱仪是定量分析和定性分析的重要仪器设备，在使用的时候具有快速、精准性高、选择性良好、操作简单、无损等方面的应用优点，被人们广泛应用于冶金、机械、质量检查和科学研究等领域。直读光谱仪的应用原理是：金属试样与电极之间进行电弧，样品经过电弧或火花放电激发成原子蒸汽产生发射光谱，每种元素的原子或离子通过发射特征光谱来判断物质的组成，通过判断元素特征谱线的存在，对元素定性分析，通过比较特征谱线强度大小，对元素定量分析。

2光谱检测有色金属材料定量分析

2.1检测分析过程

以铅合金有色金属材料分析为例。根据你分析的样品类型，在“类型标准”中选择所用的类型标准化名称，进行相应产品的类型标准化， 类型标准化时控样激发点数不得少于3点，激发检测结果RSD ≤ 3%，达不到要求则重新进行相应类型标准化校准。检测过程中要用标样进行结果验证，根據标样校准后报出样品的真实值。最后可以查看结果或者进行结果的输出。

2.2直读光谱仪的检测标准与条件

使用直读光谱仪的工作人员要有严格的对于相应的检测标准以及条件的遵守。在实际工作中，工作人员应该熟知有色金属分析方法，对于光电发射光谱方法的相关操作规范应明确，能够运用相应的手段，选取到更好的光谱分析条件，满足相应工作分析要求。在相关实验室的设备配置之中，如果是从国外订购直读光谱仪，对于仪器参数的选取要准确，应该满足目前分析检测条件以及将来扩展分析检测的需求，对于设备的检出限应尽量低满足微量检测的要求，使仪器在实际检测之中拥有较高的精度，对于稳定性方面可以提出不同元素高低含量相对标准偏差的要求。直读光谱仪试验环境的要求，首先的一点就是要保障光谱仪在洁净、无污染的环境之下，在整个试验过程之中，尽量的避免外在因素的干扰。对于实验室的温度来说，温度应该保持恒定，避免有剧烈的变化，在使用环境要求的范围内每小时不能超过2℃，环境的湿度也会有一定的要求，检测环境的湿度应该在正常的范围之内，假如湿度过高的话，会影响光谱仪最终检测结果的准确性。工作人员可以根据工作环境的湿度，配备除湿机或者加湿器，随时对环境进行除湿或者加湿。在具体的的工作中，选用交流参数稳压器确保电压电流正常输出，保障仪器输入参数的稳定可以顺利的连接交流电源。对于氩气纯度的要求要高于99.999%，否则需配备氩气净化器。

3影响直读光谱仪检测准确性因素的探讨

（1）从优化光谱仪测量环境来提升直读光谱仪对金属材料化学分析准确度，仪器设备的使用环境设施，实验室需要做好减震、防尘和防腐蚀等工作，在一般情况下，光谱仪的实验环境要求是：湿度20～80RH%，室内温度需要最佳在20～25℃之间。氩气瓶内部的氩气纯度对最终测量数值有着十分重要的影响，氩气压力表的分压保持在正常的范围内，例如热电的ARL4460仪器压力表分压在0.2-0.3MPa。（2）从规范作业方面来提升直读光谱仪对金属材料分析的准确度，检测结果的准准度与操作人员的日常行为习惯密切相关，在开展检测分析的过程中，要求所有人员须经过专业培训，通过必要的培训来掌握更多设备方面的工作原理和使用方法，再进行熟练上机操作。在开展检测操作的时候，严格按照检测作业指导书要求进行作业。日常耗材电极、适配器、橡胶圈都属于仪器消耗产品，为了能够确保这些消耗产品的有效，使用时需要对其进行开展必要的检测和检查， 及时进行保养和维护。（3）标准样品的使用，选取合适的标准样品是光谱仪测量数据准确有效的保证，仪器上要保证待测元素的曲线范围，在日常工作中，标准样品和分析样品的基体要一致，其待测含量和标准样品含量接近，否则会出现较大的偏差，新购置的标准样品使用前要对其精密度进行验证，做好标准样品的测试比对，符合要求再进行使用，对使用过程中的标准样品要定期进行核查，避免出现系统性误差。

4保障直读光谱仪检测有色金属材料运行的正确性

在进行检测工作的时候，为了保证检测结果的准确，首先样品制备工作是非常重要的，要保障样品大小、形状能够符合实际、同时表面要光滑、纹路要足够清晰，不能够有样品缺陷。在激发的时候，要保障激发孔是密封的状态，样品与火花板的接触紧密，防止发生漏气的情况。其次， 样品检测时，为了保证数据稳定，激发次数至少在三次以上。数据稳定之后，才能够进行下阶段的工作，样品在检测时要关注激发的声音，比如平稳，不尖锐是正常的。在检测过程中，首先要进行产品的类型标准化，然后在测量分析通道进行标准化结果的验证，让检测分析结果更加准确。在完成了每次激发工作之后，电极清洁工作也是非常重要的，在运行直读光谱仪的时候，内部钨电极完成放电过程之后，会产生金属蒸汽，而金属蒸汽在挥发的过程中，不但会给激发工作造成很大的污染，而且也会让内部间隙的放点距离受到改变，影响结果。因此在每完成一次激发工作之后， 要立即对电极进行清理工作。日常要注意火花台的清洁工作，使火花台工作环境有保障，让样品之间不会相互污染。使用中的钨电极以及电机刷等，都必须科学的更换，并且要及时地清洁。只有这样才能够保障直读光谱仪在运行的过程中，使检测数据更加标准精确。

结束语

总的来说，现代化工业所应用的检验设备种类繁多，且各个设备分析方面的理性能和化学性能各不相同，但各有各的优点，如何使用好设备的优点服务好生产是我们关注的话题。直读光谱仪拥有快速分析，效率高的特点。在有色金属分析应用中将会得到显著提升，符合相关领域的研究趋势，具有极大的应用价值。

参考文献：

[1]王斌. 直读光谱仪在有色金属分析中的应用[J]. 中国科技投资，2019， （14）：253-253.

[2]梁龙平.关于有色金属分析中直读光谱仪的应用分析[J].建筑工程技术与设计，2018，（36）：2621.