應(yīng)用ARL4460光電直讀光譜儀分析高銅合金C19400中的鐵、鋅、磷元素

馬桂炎

（中鋁洛陽銅業(yè)有限公司檢測(cè)中心，河南 洛陽 471039）

應(yīng)用ARL4460光電直讀光譜儀分析高銅合金C19400中的鐵、鋅、磷元素

馬桂炎

（中鋁洛陽銅業(yè)有限公司檢測(cè)中心，河南 洛陽 471039）

銅合金C19400具有較高的強(qiáng)度和導(dǎo)電性，適合于對(duì)導(dǎo)電性和強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)合。廣泛應(yīng)用于集成電路或分離元器件所需的引線框架。ARL4460光電直讀光譜儀是筆者公司2008年引進(jìn)分析銅合金的光電直讀光譜儀，該儀器配置為銅基，光源條件適合高純銅中痕量元素的分析，但對(duì)于銅合金中百分含量0.2%以上含量元素的分析，穩(wěn)定性很差，為了進(jìn)一步利用該儀器，經(jīng)過多次試驗(yàn)后，查找原因，重新設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化樣，重新選擇分析線對(duì)及光源條件，繪制了C19400中Fe、Zn、P等元素的工作曲線，利用工作曲線，分析未知樣品并與化學(xué)法進(jìn)行比對(duì)，通過生產(chǎn)比對(duì)，證明該方法準(zhǔn)確可靠，精密度高。實(shí)現(xiàn)了在該儀器上分析高銅合金的目的，為儀器的開發(fā)利用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

ARL4460光電直讀光譜儀；C19400；快速分析

1 儀器及工作條件

1.1 瑞士ARL4460光電直讀光譜儀

英國(guó)MP-2000型氬氣凈化機(jī)

1.2 工作條件

高純氬，氬氣純度≥99.999% 氬氣壓力 0.25Mpa

室溫18℃～28℃ 濕度＜75%

光源條件的選擇：

分別選擇針對(duì)Fe元素使用CuZnNi基體的光源條件CuGEN61:For Cu Without TRS diam 6，針對(duì)Zn、P等其他元素選用純銅光源條件CUUPGEN For ultra&Pure。

表 1 儀器工作條件表

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 樣品的選擇

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)樣品C19400系列標(biāo)樣，塊樣1#-～～5#。用車床將塊狀樣品車成光潔的表面，此表面為上電極，下電極為直徑6mm的鎢電極，極距3.0mm，用ARL4460光電直讀光譜儀分析。

2.2 實(shí)驗(yàn)步驟

2.2.1 設(shè)置曲線標(biāo)樣，設(shè)置漂移校正樣。

2.2.2 建立分析程序，建立未知樣品分析任務(wù)，建立漂移校正樣初始化任務(wù)。

建立分析程序時(shí)所選擇的光源條件與標(biāo)樣和標(biāo)準(zhǔn)化樣的光源條件一致。

2.2.3 建立漂移校正樣漂移初始化任務(wù)，建立曲線標(biāo)樣測(cè)試任務(wù)，建立漂移校正樣漂移校正任務(wù)。

2.2.4 漂移校正樣初始化，測(cè)試曲線標(biāo)樣。

2.2.5 回歸工作曲線，計(jì)算并儲(chǔ)存曲線系數(shù)，儲(chǔ)存曲線圖形。

2.2.6 建立類型標(biāo)準(zhǔn)初始化任務(wù)和類型標(biāo)準(zhǔn)化樣更新任務(wù)，并與分析程序關(guān)聯(lián)。

2.2.7 建立C19400牌號(hào)分析任務(wù)，并與類型標(biāo)準(zhǔn)化樣關(guān)聯(lián)。

2.2.8 進(jìn)行生產(chǎn)比對(duì)和精密度試驗(yàn)。

3 結(jié)果與討論

3.1 分析元素與工作范圍的設(shè)置

根據(jù)標(biāo)樣的含量范圍設(shè)置曲線的工作線性范圍

表 2 主要控制元素分析參數(shù)

3.2 標(biāo)準(zhǔn)化及標(biāo)準(zhǔn)化樣的設(shè)置

標(biāo)準(zhǔn)化的目的就是修正儀器在中長(zhǎng)期內(nèi)發(fā)生的漂移，光譜儀建立了固定的分析曲線后，受溫度、濕度以及儀器本身的變化等因素的影響，使曲線斜率或在坐標(biāo)軸上的截距發(fā)生變化，或二者都發(fā)生變化，以至導(dǎo)致分析的準(zhǔn)確度下降（可用類型校準(zhǔn)樣進(jìn)行檢驗(yàn)），因此需要進(jìn)行漂移校正，使曲線恢復(fù)正常。進(jìn)行樣品測(cè)量時(shí)都要進(jìn)行類型校準(zhǔn)，來保證分析的準(zhǔn)確性。由于儀器自帶的標(biāo)準(zhǔn)化樣已經(jīng)快用完，并且有些元素的高標(biāo)用這些標(biāo)準(zhǔn)化樣不合適，因此我們重新設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)化樣品，通過用新設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)化樣品校準(zhǔn)曲線，較好地滿足了分析要求。分析線對(duì)所用的標(biāo)準(zhǔn)化樣如表3。

表 3 分析線對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化樣表

3.3 分析條件的選擇

原來用Fe8／Bg3分析線對(duì)及純銅的光源條件進(jìn)行工作曲線繪制后，F(xiàn)e元素工作曲線線性較差，通過標(biāo)樣及試樣比對(duì)發(fā)現(xiàn)誤差較大，后來針對(duì)Fe元素我們用Fe7／Cu9分析線以及CuZnNi基體的光源條件CuGEN61：For Cu Without TRS diam 6進(jìn)行工作曲線繪制，通過標(biāo)樣比對(duì)的結(jié)果與化學(xué)結(jié)果一致性良好。比對(duì)結(jié)果如下表：

表4 不同光源及不同分析線對(duì)條件下Fe元素分析結(jié)果與標(biāo)樣定值的比較

3.4 比對(duì)校核：

3.4.1 標(biāo)樣分析對(duì)照結(jié)果：取C19400系列標(biāo)樣進(jìn)行分析，每個(gè)樣品分析3次取平均值同化學(xué)定值比對(duì)。

表5 標(biāo)樣比對(duì)結(jié)果（%）

通過化學(xué)定值與本方法分析值比較，可看出分析結(jié)果一致性良好，分析方法可靠，準(zhǔn)確度高。

表 6 試樣校對(duì)結(jié)果對(duì)照

3.4.2 取爐后生產(chǎn)試樣進(jìn)行本方法分析值與化學(xué)分析值比對(duì)，結(jié)果穩(wěn)定準(zhǔn)確，可以確保分析方法的準(zhǔn)確可靠。Fe、Zn、P的校對(duì)結(jié)果見表6。

從表中數(shù)據(jù)可看出分析結(jié)果一致性良好。該方法可靠，準(zhǔn)確度高。

3.5 精密度

取已定值的C19400標(biāo)樣中3#標(biāo)樣進(jìn)行精密度試驗(yàn)，分析11次，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)偏差，見表7。

表7 精密度試驗(yàn) （%）

從表中數(shù)據(jù)可看出，各元素的RSD值均在0.3～1.20%之間，精密度非常好，完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求.

4 結(jié)論

通過尋找合適的分析條件，實(shí)現(xiàn)了在ARL4460光電直讀儀上分析銅合金中高含量元素的目標(biāo)，并且該方法可替代MXF-2400熒光光譜儀分析C19400中的主成分元素，也可替代LAB S光電直讀光譜儀對(duì)高銅合金C19400進(jìn)行主成分及雜質(zhì)元素分析的要求，對(duì)于一些不規(guī)則試樣比如薄片、細(xì)棒樣品熒光法無法分析，利用該法可以方便快速地分析。該分析方法簡(jiǎn)單、快速，精密度和準(zhǔn)確度高，能夠滿足快速分析要求。

[1]徐秋心.實(shí)用發(fā)射光譜分析[M].西安：陜西師范大學(xué)出版社，1993.

[2]ARL直讀光譜儀實(shí)用操作手冊(cè).

[3]ARL直讀光譜儀培訓(xùn)資料.

TH744

A

1671-0037（2014）04-66-2

馬桂炎（1972.11-），女，本科，工程師，研究方向：銅合金的光電直讀分析、X射線熒光分析應(yīng)用研究及光譜標(biāo)準(zhǔn)樣品的研制。