產(chǎn)品列表 / products
隨著科技的發(fā)展以及金屬材料的快速發(fā)展，各個行業(yè)以及各種產(chǎn)品對金屬材料的要 求越來越高，對金屬中低含量碳硫的分析要求也越來越嚴格。特別是某些特種鋼材對碳的要 求都在0.00X甚至更低。碳硫分析有多種方法，如質量法、氣體容量法等，這些方法依靠的 是化學原理。而高頻燃燒紅外吸收法，依靠的是物理原理，沒有化學分析冗長繁瑣的操作， 人為因素小，省時省力。以其操作簡便、自動化程度高、分析時間短、精度高、性能穩(wěn)定而 得到廣泛應用。力可公司推出的CS444紅外碳硫分析儀，在低碳低硫的分析上，具有更大的 *性。下面采用此儀器，對影響分析精密度及準確度的因素進行了討論。
1 空白值的影響因素
在分析高含量碳、硫時，其它因素對待測樣品zui終結果雖然有一定影響，但由于樣品碳、硫 含量高，所以影響不大。在分析低碳、低硫或超低硫時，往往因系統(tǒng)在吸附CO2、SO2氣 體的同時又釋放CO2、SO2氣體，加上助熔劑、助燃氣體、坩堝中碳、硫的存在以及試樣 加工時的污染，在分析低含量樣品時會引進本底影響，這些影響總稱做系統(tǒng)空白值。因低碳 低硫的含量與空白值基本相當，有時空白值甚至會大于被分析樣品的碳、硫含量。因為空白 值不僅影響測定下限，也影響靈敏度與精密度，因此要求在測量中盡量降低空白值，那么必 須對加工過的試樣、坩堝、助熔劑、氧氣進行處理，以求降低空白值，提高分析的精密度和 準確度。試樣加工時的污染可以通過采用有機溶劑洗滌試樣而基本除掉。另外 ，粉塵的干擾也是影響碳、硫分析精度及準確度的重要因素。
1.1 坩堝
陶瓷坩堝的主要成分是氧化鋁和氧化硅，除本身原料及制做過程中所帶來的空白外，陶瓷坩 堝具有一定的吸附性，表面容易吸附空氣中的水份和二氧化碳和二氧化硫，其中的水份在燃 燒時，吸收一定熱量汽化后，能吸收二氧化硫，降低二氧化硫的轉化率。未經(jīng)過處理的坩堝 都會含有碳或硫且不均勻，無論對高含量碳硫分析或對低含量碳硫分析都會造成影響。一種 方法是坩堝在1 300℃馬弗爐內(nèi)灼燒2h，另一種方法是將預先灼燒好的坩堝加入鎢鐵助熔 劑經(jīng)高頻燃燒一次，冷卻后再使用。不同狀態(tài)下，坩堝中殘存碳硫的試驗情況見表1。
從上表的數(shù)據(jù)可以看出，未經(jīng)過任何處理的坩堝中的殘存碳硫含量遠遠高于處理過的坩堝。 而后兩種坩堝中又以經(jīng)過1 300℃灼燒的坩堝中殘存碳硫含量為zui低。
1. 2 助熔劑
進行低碳低硫測定前應消除助熔劑表面吸附的雜質氣體。消除雜質氣體的方法是把鎢粒先放 入烘箱內(nèi)450±10℃烘烤2h，在干燥器中冷卻，再放入磨口瓶內(nèi)備用。表2是烘烤和未經(jīng) 烘烤鎢粒的對比試驗。
1.3 氧氣
低碳低硫分析所用氧氣應該為高純氧或在進入儀器之前先通過凈化裝置（裝有過氯酸鎂和 分子篩）除去有機雜質，再用干燥劑和二氧化碳吸收劑除去水分和二氧化碳。由于 實驗條件所限，在此引用太鋼鋼研所對碳分析比對結果，見表3。
從上面的分析結果可以看出，在儀器外加氣體凈化裝置，分析結果略好。
1.4 粉塵
有文獻指出，在低硫分析過程中，粉塵干擾會使結果偏高。粉塵干擾是可能存在的，因為紅 外光源照射時，粉塵的存在會出現(xiàn)擋光、散射、干涉等光學干擾。這種干擾造成吸收信號值 的增加，產(chǎn)生正干擾。
1.5 標定
另外，國內(nèi)目前一般采用硫酸鹽基準物來標定儀器。這樣會與被分析物產(chǎn)生基體間的差異， 從而導致分析時出峰的時間差異，影響硫的分析結果。表4的結果可以說明這個問題。
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)可知，S%＜0.01的14個標樣中，測定值8個偏低，4個偏高。
2 .分析條件的選擇
2.1 準確測定扣除空白值
空白值的測定方法有兩種，一種是直接法，即直接測定坩堝及助熔劑的碳硫量作為空白值； 另一種是間接法，即測定坩堝、助熔劑及相應低碳低硫標樣的碳硫含量，空白值等于測定值 與已知標樣值之差。因直接法在測量空白時和分析樣品時燃燒溫度差異較大，引進空白值也 存在較大差異，而間接法因低碳低硫標樣的加入會使感應電流、感應溫度明顯升高，致使坩 堝材料內(nèi)部的碳硫元素在分析過程中逐步釋放出來，故間接法測得的空白值相應要比直接法 高?？瞻卓鄢蹬c稱量設置成反比例關系，不同的樣品稱量應扣除不同的空白值，即：
式中：k1—被測樣品扣除的空白值；
k2—間接法測得的空白值；
m2—間接法測空白時的標樣的稱量（g）；
m1—被測樣品的稱量（g）。［ZK)］
分析前應先預燒幾個廢樣，使儀器的氣路達到飽和，然后按間接法進行分析三次（結果未超 差），使用自動空白程序設置稱量及空白值，扣除空白值。
2.2 助熔劑種類及加入方式
樣品燃燒是分析成敗的關鍵，為了提高回收率并且得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，助熔劑的加入是必不可 少的。助熔劑的種類、用量及加入的順序對碳、硫含量的測定結果非常重要。
鎢粒及其合金（如鎢——錫、鎢——鐵——錫）等是高頻爐常用的助熔劑。鎢?？商峁┹^高 熱值，具有較好的透氣性，燃燒不飛濺，具有降低碳硫分析結果的作用，其燃燒后生成酸性 的三氧化鎢，對消除硫的吸附有較好的效果；錫粒在使用中加入不宜多，有時與MoO3同時加入以消除SnO2粉塵對硫吸附的影響。另外MoO3在500℃熔融中起攪拌作用，且與鐵形成鉬酸鐵，大大減少了氧化鐵的形成；純鐵也是一種很好的助熔劑，但由于碳硫的空白不理 想，在用低含量碳硫時要注意使用。一般而言，分析鋼鐵中的碳硫，采用鎢——錫助熔劑；分析硅 鐵采用鎢——鐵——錫助熔劑；分析銅中的微量硫采用鐵屑助熔劑等。
另外，有文章指出，加入助熔劑的次序對碳硫釋放有一定影響，這里不做討論。
2.3 標準樣品的選擇
作為一項準確的分析方法，應當用純化合物作為基準已經(jīng)成為共識，但純化合物和鋼樣燃燒 釋放情況不一致，應當采用分析什么材料，用該材料的基準物質來校正，遵循選擇標準樣品 與試樣含量相近或相當，同時還要考慮被測組分與標準樣品的基體相似以及第三元素的影響 。
2.4 分析時間的設定
2.4.1 由于管壁的氣體吸附和釋放處于動態(tài)平衡狀態(tài)，當分析高含量樣品時，CO2SO2 濃度高，管壁吸附增加，在分析低含量樣品時或通純氧取基準信號時，管道內(nèi)壁吸附的氣體 逐漸釋放，勢必影響基準信號的去值或低含量分析的準確度，所以在每次樣品分析前，對 系統(tǒng)進行通純氧清洗，清洗時間的長短即為吹氧時間，一般設定15s，低含量為20～25s。
2.4.2 zui短分析時間的設定。分析低含量樣品，觀察釋放曲線，如果曲線尾巴截的過多，則需增加時間，反之若拖得太長 ，需要相應減少時間。
另外，試樣、助熔劑的形狀、稱量及比例搭配對分析結果的精密度和準確度也有一定程度的 影響。
3 結論
本文對測定金屬中低含量碳硫的各個影響因素進行了探討，認為在對低含量碳硫進行測 定時，要想得到準確結果，只有針對待測樣品的具體情況，正確處理各個環(huán)節(jié)，才能獲得準 確的分析結果。這種方法已經(jīng)應用到了日常分析中，效果比較令人滿意。
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