金属材料成分分析技术小结
作者：HSF中心 2014-10-31 08:27
金属材料广泛应用于很多行业，而且为了满足各个行业对金属性能等方面的需求，金属种类可谓繁多，金属在其化学组成和性能上的不同，也意味着金属牌号的不同。什么是金属牌号呢？各个国家的规定有所不同，比如我国，国标（GB）规定，我国金属材料用元素符号，含碳量，汉语拼音字头，冶炼方式，质量优劣的简写等构成。但是，金属材料从外观上是很难区分牌号，识别其中的化学成分。
瑞旭技术实验室可以为客户提供金属相关化学成分分析及物理性能测试的一站式服务。包括金属材料成分分析、金属零部件镀层成分分析、金属零部件化学成分分析等。
一、金属材料成分分析的传统方法
1．分光光度法
传统方法中最常见的是分光光度法，在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度。如以波长()为横坐标，吸收强度(A)为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。根据Lambert(朗伯)一Beer(比尔)定律，通过该曲线便可对物质进行相应的定性、定量分析。
检测仪器多为紫外分光光度计，可见分光光度计(或比色计)、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。
2．滴定分析法
滴定分析法，又称为容量分析法。其原理是将已知准确浓度的标准溶液，滴加到被测溶液中（或者将被测溶液滴加到标准溶液中），直到所加的标准溶液与被测物质按化学计量关系定量反应为止，然后测量标准溶液消耗的体积，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，算出待测物质的含量。
这种分析方法简便快捷，现在仍有一定通用性，实验表明改方法的分析结果与理论值相符。
3．原子光谱分析法
这种方法又分为两种，原子发射光谱法和原子吸收光谱法。
原子发射光谱法是依据各种元素的原子或离子在热激发或电激发下，发射特征的电磁辐射，而进行元素的定性与定量分析的方法。
优点是多元素同时检出能力强、选择性好、分析速度快、检出限低、样品消耗少，适于整批样品的多组分测定。缺点是准确度较差、只能用于元素分析、大多数非金属元素难以得到灵敏的光谱线。
原子吸收光谱法是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法，基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法。
优点是选择性强、灵敏度高、分析范围广、抗干能力强、精密度高。缺点在于不能多元素同时分析，测定难熔元素的灵敏度还不令人满意，对于某些基体复杂的样品分析，尚存某些干扰问题需要解决。
4．4x射线荧光光谱法
X射线波长很短，因此是不可见的。其原理是它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时，基态原子(一般蒸汽状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，原子回到基态过程中，由于价电子的能级跃迁而辐射出可见光或紫外线，这就是荧光。通过测出一系列x射线荧光谱线的波长，即能确定元素的种类，将测得的谱线强度与标准样品比较，即可确定该元素的含量。X射线使物质发生荧光的作用叫荧光作用，荧光强弱与X射线量成正比。
主要用于金属元素的测定，在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用。
5．电分析法
原理是利用了金属材料的组成和含量与金属材料的电性质的关联性，这种方法最初是被用来研究金属电池中所进行的化学反应。缺点是准确度不高，实施很不方便，受其他干扰时误差很大，现已很少采用。
二、金属材料成分分析新方法
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分析方法 |
原理 |
应用 |
优点 |
缺点 |
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1电感耦合等离子体质谱法 |
是无机元素和同位素分析测试技术，以独特的接口技术将电感耦合等离子体的高温电离特性与质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合的分析技术。 |
主要用于稀有金属、贵金属、难熔金属和稀土金属。 |
灵敏度准确度高，速度快、谱线简单。 |
使用成本相对较高，所以只在特殊金属中采用。 |
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2激光诱导等离子体光谱法 |
利用聚焦的强激光束入射物体表面产生激光等离子体，对等离子体中原子和离子发射谱进行元素分析。 |
常用来测量不锈钢钟的微量元素。 |
检测设备简单，操作方便，成本较低； 可以同时测量多种元素，便于提高效率， |
唯一的不足之处就是适用范围较窄。 |
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3电感耦合等离子体原子发射光谱法 |
其原理为利用金属元素受到激发而产生电子跃迁，在谱线上表现出一定强度而进行测量的方法， |
测量范围较广且灵敏度高。 |
应用广泛 |
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4石墨炉原子吸收法 |
利用石墨材料制成管、杯等形状的原子化器，用电流加热原子化进行原子吸收分析的方法。 |
用于测定痕量金属元素，在性能上比其他许多方法好， |
分析灵敏度高，样品全部参加原子化，避免了原子浓度在火焰气体中的稀释； 能用于少量样品的分析和固体样品直接分析。 |
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三、金属材料成分分析的重要性
有利于了解金属材料的性能成因
有利于合理选择金属材料加工方法
有利于合理选择热处理方法和设备
有利于经济、安全、合理地应用金属材料
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