碳硫分析仪长期稳定性测量方法研究

碳硫分析仪一般使用标准样品绘制校准曲线后直接测定未知样品中碳、硫元素含量,通过标准样品或控制样品的实时核查实现对仪器及校准曲线的长时间监控使用,因此,测量出仪器的长期稳定性时间上限(T_MAX)十分必要。长期稳定性测量即是监控测量结果的准确度,包括精密度和正确度。针对本实验室内的碳硫分析仪设计长期稳定性试验,利用相关标准中的重复性及实验室内再现性精密度数据以及χ²统计量,对测量数据进行各时段内精密度、各时段内正确度、时段内重复性、时段间总精密度以及总均值正确度的检验,给出了碳硫分析仪的长期稳定性时间上限7h。在此时间内,仪器无需任何校正,节省了时间和成本。     

能量色散X射线荧光光谱仪在钼矿选矿流程中的应用

通过使用能量色散X射线荧光光谱仪对钼矿含量进行分析,建立了快速测定钼矿选矿过程中的尾矿、原矿和钼粗精矿样品中Mo、Pb、Cu、Fe、S、K等6种元素的分析方法。由于钼矿石标准样品较少,因此实验选用钼矿选矿中不同阶段具有一定含量梯度的多个经湿法准确定值后的实际样品作为校准样品绘制校准曲线,同时采用经验系数法及散射线内标法来校正元素之间的影响,从而降低了基体效应和谱线重叠的干扰。各组分校准曲线的相关系数为0.999 3～1.000 0,各元素的检出限在3～10 μg/g之间。对钼矿样品进行精密度考察,各组分测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)在0.22%～3.7%之间;对钼矿样品进行正确度考察,测定值与湿法值一致。     

火花放电原子发射光谱仪分析高含量硅时校准曲线的扩展与应用

火花放电原子发射光谱仪分析高含量Si(w(Si)≥3.0%)时,其元素含量已超出了校准曲线的线性范围,导致分析值偏低。实验通过增加中低合金钢、硅钢标准样品,完善并扩展了Si校准曲线,完成了共存元素的干扰校正,拓宽了Si元素的分析范围,质量分数上限由3.14%扩展至4.16%,线性相关系数达0.99965。校准曲线扩展后重新选择标准化样品进行漂移校正,校准曲线强度比由9.41扩展至11.01。对扩展含量段的两个样品(w(Si)≥3.0%)进行精密度考察,结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.43%和0.50%;对比了8个不同Si含量的样品,发现完善、扩展后校准曲线的Si测定值与认定值更相符;同时统计过程控制(SPC)控制图处于受控状态。可见校准曲线经完善、扩展后可满足工艺过程控制和成品分析要求。     

国产顺序扫描式波长色散X射线荧光光谱仪在铁基合金分析中的应用

为了拓展自主研发的顺序扫描式波长色散X射线荧光光谱仪(WDXRF)在铁基合金检测领域的应用,通过对测试条件、谱线干扰方法、强度表征方法、基体校正方法等的研究,开发了覆盖多种类型铁基合金样品,可以对16种常用元素成分进行直接快速分析的方法。实验采用铣床对样品进行表面处理,对各待测元素设定合适的条件并进行所有样品的测试,然后在软件中分别用经验系数法和Alpha系数法进行工作曲线绘制,并采用估计标准误差(SEE)作为曲线质量评定依据,通过SEE值的大小确定各元素的基体校正方法,最后选取典型样品进行了方法重复性和正确度的考察。结果显示,无论对于常量元素Fe、Cr、Ni、Mn,还是微量元素Al、Si、P、S、Ti、V、Co、Cu、Zr、Nb、Mo、W,实验方法都有较好的正确度、精密度以及检出限,并有较宽的测试范围。研究表明,在铁基合金分析领域,实验方法能够满足日常测试分析的需求。     

便携式能量色散X射线荧光光谱仪测定红土镍矿中7种元素

选取具有代表性的红土镍矿样品为校准样品,建立了便携式能量色散X射线荧光光谱仪直接测定粉末红土镍矿样品中Fe、Ni、Cr、Mn、Ti、Zn、Ca含量的分析方法。实验采用滴定法对校准样品中主量元素铁,ICP-AES法对其他元素进行定值,解决了红土镍矿标样短缺的问题。对校准样品的前处理方法及测定条件等进行了探讨,并通过研磨使校准样品与测试样品达到相同颗粒度以降低颗粒效应的干扰,同时利用仪器自带的NDTr软件,以基本参数法(FP法)自动校正元素间相互干扰效应。精密度试验结果表明,各组分相对标准偏差（n=7）在0.16%～8.3%之间。方法用于红土镍矿实际样品分析,测定结果与湿法分析结果吻合,能够满足现场大批量样品主次元素同时快速分析的需要。     

火花放电原子发射光谱仪自动校正校准曲线的可行性探讨

碳素钢和中低合金钢日常生产中需要检测多达10余种元素,往往不同牌号钢种中各元素含量范围相差较大,目前各大钢铁公司在线检测主要采用火花放电原子发射光谱法,利用人工对检测设备进行校正,一方面受生产计划及人员技能水平制约,另一方面校正耗时较长,不能满足高效、准确的现代化冶炼技术要求。实验通过优化标准化样品,采用原始校准曲线法替代类型标准化,利用自动校正程序校正火花放电原子发射光谱仪标准曲线。经过生产检验验证,校准曲线按照预先设定周期自动校正后判定结果,不受检验人员技能影响,且各钢种均采用持久曲线法,不需要对不同钢种进行区分,不受生产计划制约。6台火花放电原子发射光谱仪校正时间由原来的6 h减少到1.5 h。经过生产检验验证方法满足GB/T 4336—2016精密度及正确度验证要求,能够应用在钢铁行业在线自动检测过程中。     

熔融制样-X射线荧光光谱法测定硬质合金中钨钴镍铁铌钽铬

采用高纯氧化物经四硼酸锂和碳酸锂熔融制样制备单一氧化物熔融细粉,称取不同质量单一熔融细粉混合后二次熔融合成各元素含量不同的硬质合金人工标准样品,制作校准曲线,选用经验系数法进行基体校正,建立了无定值标样下X射线荧光光谱法(XRF)测定钨钴或钨镍类钨基硬质合金中钴、镍、铁、铌、钽、铬、钨元素的分析方法。各元素校准曲线线性范围宽,相关系数均大于0.998。对人工配制标准样品的精密度进行考察,结果的相对标准偏差(RSD)小于0.5%;对硬质合金样品进行精密度考察,精密度良好。准确度验证结果表明,测定结果与GB/T 26050-2010的测试结果及化学法测定值吻合。方法的建立解决了硬质合金定值标准样品难于获得的问题。     

辉光放电光谱法测定因瓦合金中14种元素

采用11种与因瓦合金成分含量相接近的镍基合金标准样品绘制校准曲线,建立了基本不需要样品处理即可对因瓦合金中14种元素(C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo、Cu、Al、Nb、Ti、Co、Fe)同时测定的辉光放电光谱法。确定辉光光谱仪检测因瓦合金的最佳条件:模块电压和相电压分别为8.22 V和3.82 V;功率为70 W;冲洗时间为80 s;积分时间为60 s。以各元素质量分数为横坐标,其对应的光谱强度为纵坐标绘制校准曲线,各元素校准曲线的相关系数均在0.99以上。采用实验方法对因瓦合金实际样品进行分析,结果显示:Cr、Ni、Mo、Ti、Fe的质量分数均大于0.3%,各元素测定值的相对标准偏差(RSD,n=11)均不大于1%;C、Si、Mn、P、S、Cu、Al、Nb、Co的质量分数均小于0.3%,各元素测定值的RSD(n=11)均小于5%。将实验方法应用于对因瓦合金样品中14种元素的测定,测得结果与滴定法测定Ni和Fe、高频燃烧红外吸收法测定C和S、电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Si、Mn、P、Cr、Mo、Cu、Al、Nb、Ti和Co元素的结果基本一致。     

X射线荧光光谱法测定镁合金中6种元素

使用镁合金标准样品建立校准曲线,采用经验系数法对基体效应进行校正,实现X射线荧光光谱法对镁合金中Al、Si、Fe、Ni、Cu和Zn元素含量的测定。通过试验确定仪器最佳分析参数,根据仪器自带软件提供的数学模型对基体效应进行校正。精密度试验表明,待测元素的相对标准偏差均低于2.5%（n=10）,能满足镁合金中各元素的检测要求。采用本方法分析镁合金标准样品,测量值与认定值吻合良好。     

基于算法优化的便携式X射线荧光光谱仪土壤重金属定量检测模型的建立

将小波变换去噪和迭代多项式拟合去除本底结合,对便携式X射线荧光光谱仪(PXRF)谱图进行去除噪声和本底扣除处理,然后根据土壤重金属含量标准值和处理后测定的计数建立各重金属的标准曲线。相比较未做去噪和本底扣除,经过sym4小波去噪和9次迭代多项式拟合处理后的仪器标准曲线决定系数R²范围提升至0.965 2~0.998 5,有效提高了仪器检测的正确度和精密度。采用算法优化(小波变换去噪+迭代多项式拟合)前后的便携式X射线荧光光谱仪分别对土壤样品中的铜、砷、铬、锌、铅和镍等6种重金属元素含量进行测定,分别从检出限、正确度和精密度等方面进行了对比分析。结果表明:在正确度方面,未处理前的相对误差范围为0.2%~4.8%,而仪器算法处理后测定样品的相对误差范围为0.4%~4.6%;在精密度方面,仪器算法处理后相对标准偏差范围为0.50%~5.2%,未处理前相对标准偏差范围为0.80%~15%;在检出限方面,仪器算法处理后分析6种重金属检出限范围低至3.5~22.0 μg/g。最后通过与实验室检测结果对比,数据显示部分元素均能接近实验室分析标准,实验结果无显著性差异,具有可比性,可用于大面积土壤环境修复和环境监测。     

背景扣除光谱干扰-单道扫描电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高合金钢中磷

利用单道扫描型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)的高分辨率及步进扫描功能,精确定位选择背景扣除点,有效消除了Cu 213.597 nm、Fe 213.592 nm谱线对P 213.618 nm分析谱线的严重尾翼干扰和铬、镍、钼等元素的背景增强影响。对比了P 213.618 nm作为分析谱线和充高纯氮气、P 178.229 nm作为分析谱线的测定结果,发现采用 P 213.618 nm作为分析谱线测定结果的精密度更好。按照实验方法测定高合金中磷,无须对铬、镍、钼、铜等元素进行基体匹配,也不必使用干扰因子校正法消除铜的影响,并且使用同条铁基校准曲线,能同时进行低合金钢和高合金钢中微量磷的测定。磷校准曲线的线性相关系数r=0.999 1,方法可以测定高合金钢中质量分数低至0.002%的磷。按照实验方法测定高合金钢标准样品中磷,测定值与认定值一致。测定高合金钢中质量分数为0.006 8%的磷,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)小于4%。     

X射线荧光光谱熔片分析的校准曲线与玻璃片质量校正

在铁合金和铁矿石的X射线荧光光谱(XRF)熔片分析中,存在着样品直接灼烧和熔融质量变化不同产生的误差,常用的稀释比校正无法校正这种误差。实验提出在固定质量(体积)的熔剂中熔入系列被测组分的氧化物制备出质量(体积)相同的玻璃片标准系列,建立X射线荧光强度与玻璃片中被测组分体积浓度的函数曲线,使用样品玻璃片质量与校准曲线玻璃片的质量比校准分析结果,即质量校正代替稀释比校正。以纯物质(SiO₂、CaCO₃、Al₂O₃和Fe₂O₃)为标准,用选定的仪器工作条件,建立了硅钙合金分析用Si、Ca、Fe、Al质量分数对荧光强度的校准曲线,其线性相关系数分别为0.9990、0.9993、0.9994、0.9995。用标准样品考察了校准曲线的准确度。t检验结果表明,当玻璃片的质量变化较大时,不使用质量校正测量结果偏差较大,正确度差。     

微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基合金中硅

使用盐酸-硝酸-氢氟酸以及微波消解的方式溶解镍基合金样品,选择Si 251.611 nm或Si 288.158 nm为分析线,Ar 420.069 nm为内标元素谱线,并用两点校正法扣除背景,采用基体匹配法配制标准溶液系列并绘制校准曲线以消除基体效应的影响,建立了使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定镍基合金中硅的分析方法。硅质量分数在0.008%～5.00%范围内(Si 251.611 nm),以及硅质量分数在0.015%～5.00%范围内(Si 288.158 nm)分别与其发射强度呈线性,相关系数均大于0.999;方法中硅的检出限不大于0.005%(质量分数)。方法应用于镍基合金样品中硅的测定,结果的相对标准偏差(RSD,n=10 )小于1%。按照实验方法测定镍基合金标准样品中硅,测定结果与认定值相吻合。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铌铁合金中铌

铌铁样品以氢氟酸和硝酸消解,直接在氢氟酸介质中使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP AES)测定铌含量。试验考察了共存基体元素铁以及常量杂质硅、钛、铝、钽等对测定的基体效应、光谱干扰以及背景噪声等因素的影响。通过采取优化样品稀释比例、选择适宜灵敏度分析谱线及其检测积分与背景校正区域,优化仪器工作条件等措施,将铌元素的检测信号强度调控在适宜水平,以确保方〖JP2〗法具有良好线性范围以及精密度和正确度水平。试验采用基体匹配法绘制校准曲线,并进行同步背景校正,检验周期仅需10～15 min。结果表明：在铌质量分数为50%～80%范围内,校准曲线线性相关系数r>0.999 5。按照实验方法进行测定,实际铌铁合金样品测定结果的相对标准偏差（RSD,n=8）不大于02%;铌铁标准样品的测定结果与认定值一致;实际铌铁合金产品的测试结果与纸上色层分离重量法的测试结果也一致     

两种干扰校正方式下电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钼铝合金中硅的方法比较

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钼铝合金中硅时,选择Si 288.158 nm为分析谱线,此时基体钼的特征谱线Mo 288.137 nm会对Si 288.158 nm产生光谱干扰,而基体空白扣除与多谱线拟合(MSF)两种干扰校正方式均可校正钼基体产生的干扰。通过比较基体空白扣除与MSF两种干扰校正方式下对应检测方法的校准曲线线性方程和线性相关系数、灵敏度、定量限、精密度和正确度等方法性能指标,分析了两种干扰校正方式校正干扰的效果。结果表明:基体空白扣除和MSF两种干扰校正方式下测定方法的校准曲线斜率和灵敏度基本一致,MSF校正下的校准曲线线性相关系数明显优于基体空白扣除校正;两种校正方式下方法的定量限分别为0.12 μg/mL和0.079 μg/mL,可见MSF校正下方法定量限更优。对硅质量分数分别为0.023%、0.063%、0.136%、0.264%和0.454%的5个钼铝合金样品中硅进行测定,其中基体空白扣除校正下测定结果的相对标准偏差(RSD)在0.62%~1.9%之间,加标回收率在90%~104%之间;MSF校正下测定结果的相对标准偏差在0.55%~1.3%之间,加标回收率在95%~103%之间。多谱线拟合校正下检测方法的精密度和正确度指标均优于基体空白扣除法。     

火花放电原子发射光谱法分析低合金钢中酸溶铝的准确性探究

采用脉冲分布分析测光(PDA)技术,以火花放电原子发射光谱法对低合金钢中酸溶铝的含量进行分析。讨论了3种制样方法(Al2O_3砂轮、SiC砂轮磨样及车铣)、氩气激发流量、压力及纯度对分析结果的影响,得出车铣制样方法为最佳选择,同时,控制氩气激发流量10L/min、输入压力0.20~0.30MPa及氩气纯度大于99.99%的实验条件。通过试验确定以Fe 287.2nm为内标线,Al 394.4nm为分析线,氩气冲洗时间3s,预燃时间1 700脉冲,积分时间3 600脉冲的分析条件。对校准曲线进行一次和二次线性拟合回归,发现后者效果更佳,相关系数达0.999 89。通过干扰元素V、Ti、Nb的重叠干扰校正,选择4种低合金钢标准样品进行精密度(n=10)和准确度考察,标样认定值与测定结果间的绝对误差、临界差CD0.95、标准偏差及重复性限对应的标准偏差均满足GB/T 4336—2016标准的规定要求,实验方法适合测定低合金钢中质量分数为0.008%~0.25%的酸溶铝含量。     

惰气熔融-红外吸收法测定硅钙合金中氧

硅钙合金作为钢铁和特殊合金生产过程中重要的脱氧剂和脱硫剂,目前还没有氧含量测定的国家标准方法。实验采用脉冲加热惰性气体熔融-红外吸收法建立了硅钙合金中氧含量的测定方法。考察样品粒度对分析结果精度的影响,确定最优粒度范围为120～150目(0.121～0.104 mm);进行了称样量条件试验,确定称取0.02 g试样最为合适;另外还考察分析功率条件和助熔剂的影响,确定5 000 W时,脉冲炉工作电流至少达到1080 A左右,采用镍箔作为助熔剂,包裹样品,样品熔融良好,释放完全。选择与待测样品氧含量接近的高氧铁粉参考物质JK47 (w(O)=1.09%),采用不同称样量,建立校准曲线,曲线的相关系数为0.995 1。结合校准曲线,确定方法的测定范围为0.2%~10%,方法的测定下限为0.000 41%。对硅钙合金样品进行精密度考察,氧测定结果的相对标准偏差(RSD)为1%左右,满足生产要求。采用高纯SiO₂和CaO进行回收实验,回收率在95%～105%之间。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法、X射线荧光光谱法和摄谱法测定地球化学样品中铜、铅、锌、镍的比较

从分析样品的制备、分析方法的检出限、精密度和准确度方面,对同时测定地球化学样品中的铜、铅、锌和镍的电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)、X射线荧光光谱法(XRF)和摄谱法进行了比较。其中ICP-AES采用王水溶样,各元素选用干扰较少的分析线进行测定;XRF采用岩石、土壤、水系沉积物和合成灰岩光谱分析标准物质等国家标准物质绘制校准曲线,使用铑靶Kα线的康普顿散射线作内标校正基体效应;摄谱法无需称样,采用碘酸钾饱和溶液作为缓冲剂进行摄谱,CTS计算机自动译谱仪进行定量译谱。经过比较后得出:ICP-AES测量范围宽,检出限低,精密度高,准确度好,适合大批量地球化学样品中铜、铅、锌、镍的测定;XRF检出限、精密度和准确度基本满足区域地球化学调查规范的要求,其分析效率取决于地球化学样品压制的成型率;摄谱法检出限、精密度和准确度基本符合要求,其分析流程长,操作繁琐,对于大批量地球化学样品测定,分析效率比较低。