直讀光譜法測定鋼材中高含量砷

摘要：經過試驗確定了合適的分析條件，對直讀光譜儀原工作曲線范圍進行了擴展，樣品分析表明結果滿意。

關鍵詞：砷；工作曲線；擴展；直讀光譜儀；鋼材。

      目前，直讀光譜儀在鋼鐵，冶金，機械等行業已日趨普及。而國際上許多的直讀光譜儀如斯派克公司等都在儀器出廠時預制了工作曲線，這大大方便了用戶，也節約了許多因繪制工作曲線所需的標準樣品。因為儀器預制了工作曲線，設定了元素的測量范圍，而在實際分析工作中有時會超出設定的測量范圍。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0.30%。采用化學分析法測定鋼中砷，過程繁瑣，分析周期長。為快速準確地檢測樣品中砷，需要對砷的工作曲線進行擴展。本文就直讀光譜儀工作曲線的擴展（以砷為例）作一簡單的介紹，供同行參考。

 1實驗部分

1.1儀器及工作條件

   斯派克LAB型直讀光譜儀：火花激發光源，放電參數可調；ZQJD4-0.6型氬氣凈化器。

 分析條件：沖洗時間2s，預燃時間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，切取部分圓柱體進行分析。激發面在粒度為0.35mm的氧化鋁砂紙上磨制后，在儀器上激發分析。激發面應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，采用兩點校準法校準工作曲線。按實驗結果設置工作條件，依據儀器專用軟件，用三十二個標樣值擬和砷的新的工作曲線，砷元素工作曲線的相關系數為0.9952。原測定范圍是：0.001%-0.075%，擴展后是：0.001%-0.30%。

2結果與討論

2.1預燃時間及積分時間

合適的預燃時間，是為了獲得靈敏且穩定的測定結果，而積分時間則是計算分析結果所必需的。本方法按儀器出廠設置：預燃時間為5s。積分吧時間為8秒。

2.2砷工作曲線的擴展

      預擴展本儀器工作曲線的檢測范圍，要有標準樣品（本試驗用樣品砷質量分數為0.115%）或經準確定值的內控樣品（0.30%）。其擴展步驟是：

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

（2） 在直讀光譜儀的擴展程序中→編輯→標樣（calibration   standards）→列表→新標樣→在樣品類型的calibration   standards前打上標記→含量中輸入該標樣各元素的質量分數。在proposed   standards 欄把該標樣選擇進入selected   standards欄中，并測定其強度比。

（3） 在直讀光譜儀的擴展程序中→回歸→砷，程序會自動進行回歸計算。比較其一次，二次，三次回歸方程的優劣，其相關系數分別 0.9948,0.9952和0.9945.選擇相關系數好的二次回歸方程。

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行了校正，為消除或減少其它如 冶金工藝，組織結構不同等影響，本方法采用內控樣品和標準樣品結合使用，以提高結果的準確性。

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果，氬氣純度應在99.994%以上。本方法中對市購氬氣經ZQJD4-0.6型氬氣凈化器純化后使用，確保分析結果。

3樣品分析

          以已制作完成的樣品的激發面為上電極，鎢電極做下電極，在相應的分析程序下，由直接光譜儀測定。用本方法測定內控樣品中砷，分析結果見表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國際（GB223）允許差要求。

     本方法已應用于實際生產近兩年，實踐表明：使用該方法可快速，準確地測定鋼中砷元素，能夠滿足公司實際生產的需要；同時擴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。應用此法對鋼中鈷和釩的測量范圍進行了擴展：鈷由0.35%擴展到2.0%；釩由2.0擴展到10.0%。