正文 第五章 看譜分析基礎(二)(3 / 3)

5.7半定量分析

光譜定量分析,是通過對元素的分析線和內標線相對強度進行測量而實現的,由於一般的看譜定量分析相對強度的觀測比較粗糙,看譜大都隻作半定量分析。

一、工作原理

從光譜產生的原理知道,每一元素所產生的光譜,其譜線強度與在蒸汽中該元素的原子濃度有關,而原子濃度則是在試樣中該元素的含量的函數,因此,被分析元素的譜線強度與試樣中該元素的含量有關。

在特定的條件下,如在試樣中被測的元素含量不太高時,譜線強度與含量之間具有線性關係,就是說,譜線強度是隨著試樣中元素含量而變化的。但是,在看譜分析中,人的眼睛不能精確地觀測譜線的強度。因此,根據內標準法原理,需要在被測元素的近旁選擇一些強度不等的並且與分析線均稱的基體元素線,組成分析線對用來與被測元素的譜線強度相比較,然後對照分析標誌,定出被測元素在試樣中含量的半定量分析結果。

為了提高分析的準確度,以及為了適應被測元素的含量在較大範圍內的變化,在分析中,不僅隻選擇一條被測元素的分析線,而是需要選擇不同強度的若幹條被測元素的分析線,配合基體線組成分析該元素高、中、低含量範圍的譜線組,一般來說,激發電位低的,強度大的分析線,靈敏度高,可用於分析低含量。反之強度小的分析線,用於分析高含量。

二、譜線的編組和編號方法分析線的編組方法

分析標誌采用譜線組,各譜線組雖然位於各種不同的色區,我們按其分析的含量由低到高順序排序,分析低含量的排在前麵,分析高含量的排在後麵。

在每一譜線組中,內標線(比較線)的編號,是按照看譜鏡視場中,觀察到的強度(或波長表中注明的強度),由弱到強順序排列。強度小的譜線鋦號小,強度大的譜線編號大。

三、分析標誌

看譜分析標誌也稱為分光標誌,它是用大量知元素成分含畺的標準樣;在一定的激發條件下,選擇一條或若幹條被測元素的分析線,同對在迭些分析線,選擇強度不等的、與分析線均稱的墓體元素譜線作為內標線。甩分析線和內標線強度相等或不相等的關係,建立起被測元素不同含量的分析標誌。用這種標誌作為衡量試樣中該元素含量的依據。此項製定分析標誌工作,可以按照通過試驗確定工作條件和各種分析任務的要求,確定適用的分析線和內標線,建立新的標誌,使分析獲得更好的結果。

下麵舉例說明分析標誌的應用。分析普通碳素結構鋼中的鉻元素,采用純銅的輔助電極,在看譜視場中綠龜區域,如鋼中鉻含量小於時。

四、影響半定量分析準確度的因素

在看譜分析中,由於采用了譜線相對強度評定法,基本上克服了因光源波動而產生的影響,但在實際工作中,采取什麼樣的工作條件,照明是否均勻良好以及由於第三元素的存在而抑製或增強被測元素譜線強度問題,仍然是影響看譜半定量分析準確度的重要因素。

1.準確度與分析條件有關

進行半定量分析,應遵守所采用分析標誌中給定的工作條件,如光源的工作條件(例如工作電流),電極間隙的距離及預燃和強度評定肘間等,否則,因條件改變,將引起很大的誤差。當光源激發不穩定時,光點漂移,看譜鏡狹縫照明不均勻,視場中的譜線出現或明或暗等現象時,都不能進行強度的評定,當用低壓火花光源分析鋼中;試樣與輔助電極的相對位置,分折間隙的大小,預燃和評定強度的時間,都應嚴格控製,否則會給半定量分析造成誤差。

準確度與視場內譜線的清晰度有關當轉動波長鼓輪時,可以看到由紫色到紅色區域的全部可見光譜,無論采用哪一部分的光譜進行分析,都應把譜線調整得十分清晰。在照明均勻時,可以利用觀察兩條相鄰譜線的方法,檢查看譜鏡目鏡的焦距是否調整好了,當聚焦良好時,譜線分辨清晰,有利於估計譜線的強度,否則,譜線模糊,不應進行強度評。

準確度與強度評定的方法有關強度評定是半定量分析的關鍵步驟。正常情況下,分析人員經過一段時間的訓練一般的分析工作較容易掌握。

第三元素的存在影響看譜分析的準確度由於試樣中第三元素的存在,有可能使被測元素的譜線強度發生變化,甚至使內標線的強度也起變化。產生這種影響的原因很複雜。首先,由於試樣中存在第三元素,引起被測元素的存在形態(遊離串或化合態)或者基體組織結構的變化,造成試樣元素的蒸發和激發條件的改變。其次,由於試樣成分的改變,引起光源溫度及蒸汽雲中成分改變,因而影:響譜線強度。例如,當鋼中含有鎢時,由於鎢對矽的譜線強度有抑製作用,因此看譜半定量分析時;要采用與分析試樣同牌4的標癢進行校對,以消除第三元素的幹擾。

2.其它注意事項

在實際分析操作中,還要注意以下事項:

(1)操作過程中,要檢查分析間隙的大小,光源的光點位置是否在看譜鏡的光軸上。

(2)看譜鏡的照明是否良好,一般照明不均勻有兩種原因,其一是光源激發不穩定,包括分析間隙的問題及光點漂移等,其二是儀器的光學係統未調整合適,如直角反射棱鏡的位置偏差等現象。

(3)應盡可能記住各種元素分析所用的分析線和內標線。當沒把握時,應采用標樣或合適的樣品進行驗證,並且要能夠熟練使用有關的工具書,如鋼種牌號手冊,元素波長表及分析標誌等。

應嚴格控製分析條件,使試樣分析的條件與使用分析標誌所規定的工作條件相一致。

在露天工作時,應避免陽光直接照射工作地點,否則由於陽光產生的連續光譜的影響,降低分析準確度,特別是低含量元素的分析影響更為明顯。

提高半定量分析的準確度,要勤學多看,不斷改進分析方法。要針對普遍存在影響分析準確度的因素,采取措施消除影響。對於一些元素的分析,可采用特殊的手段提高其分析的準確度。例如,在分析鋼中殘餘量的銅時,實驗證明可采用純鋅為輔助電極,使靈敏度和準確度都有提高,達到接近化學分析方法的準確度。這樣還可以避免使用鐵作輔助電極時,鐵電極中微量銅對半定量分析的影響。