光譜分析中第三元素干擾的校正

鐘夏陽

摘 要：文章首先對光譜分析相關內容進行了簡要介紹，然后分析了光譜分析中第三元素干擾產生的原因以及干擾類型，最后探討了光譜分析中第三元素干擾系數的確定方法，可以為光譜分析中第三因素干擾的校正提供重要的借鑒。

關鍵詞：光譜分析；第三元素干擾；校正；干擾系數

前言

隨著經濟社會的發展，科學技術的進步，光譜分析的應用也日益廣泛，而光譜分析中第三元素干擾會對光譜分析的準確性等產生直接的影響，因此對光譜分析中第三元素干擾的校正具有非常重要的現實意義。通過對光譜分析中存在的第三元素干擾予以仔細的分析，將準確確定干擾系數的方法給找出來，進而為光譜分析中第三元素干擾的校正提供重要的參考。

1 光譜分析簡介

因為每種原子都具有自己的特征譜線，所以可以依照光譜來對物質進行鑒別并且將其化學組成給確定下來。所謂的光譜分析就是指依照物質的光譜來對物質進行鑒別并且確定其相對含量以及化學組成的方法。光譜分析具有眾多優點，比如說：迅速、靈敏等。在歷史上通過光譜分析發現了許多的新元素，比如說：氦、銫、銣等。依照分析原理可以將光譜分析分為兩種，分別是：吸收光譜與發射光譜。依照被測成分的形態也可以將光譜分析分為兩種，分別是：分子光譜分析與原子光譜分析，如果光譜分析的被測成分是原子則稱為原子光譜分析，而如果被測成分為分子則稱為分子光譜分析。

2 光譜分析中第三元素干擾的簡要分析

2.1 光譜分析中第三元素干擾產生的原因分析

通常而言，光譜分析過程中應該是對被分析元素譜線和基體元素譜線之間的光強比值予以直接的測定，在光譜分析過程中，如果第三元素的含量出現較大的變化，會使得基體元素的含量也出現較大的變化，因為基體元素含量對基體元素譜線光強具有重大的影響，所以基體元素含量的較大變化，必然會致使基體元素譜線的光強出現較大的變化。所以，即使是對被測元素含量相近甚至相同但是第三元素含量相差較大的樣品進行光譜分析時，樣品的光強比也會存在較大的差別，不可能位于工作曲線之中的同一個點之上。在光譜分析過程中，第三元素的譜線或許會和被分析元素的譜線十分接近甚至重合，僅僅有入射狹縫是不可能將這兩個譜線給分開的。這就會使得進入光電倍增管之中的不僅僅包括分析元素的譜線，而且還會有別的元素的譜線，這就導致了第三元素疊加干擾的形成。因為光線分析過程中第三元素的含量出現變化，這就容易致使分析尖峰的溫度與金屬蒸汽成分也發生相應的變化，進而對被測元素的譜線強度產生嚴重的影響，導致光譜分析的結果出現一定偏差。除此之外，如果第三元素干擾的含量較高，必然會使得內標線的讀數也較高，二者會使得全部分析元素的光強比降低，從而致使光譜分析的結果較低，有失準確性。

2.2 光譜分析中第三元素干擾的類型

通過一系列的調查研究發現，在光譜分析之中第三元素干擾的類型主要有兩種，分別是：乘積干擾以及加和干擾，下面將分別對這兩種干擾類型進行簡要的介紹。

2.2.1 加和干擾

如果在光譜分析過程之中，被測元素受到第三元素含量不斷變化的影響或者受到重合或者靠近的另一條譜線的影響時，會使得其工作曲線出現平行移動情況，可以將干擾系數用F表示，其表示公式為：

F=（I測量-I真實）/C

在上述公式之中，I測量就是指分析元素測量的光強，而I真實指的是分析元素的真實光強，C指的是干擾元素的百分含量。

在開展工作曲線的繪制時，或者開展元素的計算與分析時，其所應用的光強值都是通過第三元素校正之后所得的光強值。可以用下列公式予以表示。

I校正=I測量-FC

在上述公式之中，I校正指的是對分析元素進行干擾校正之后的光強值。

2.2.2 乘積干擾

在高合金鋼之中乘積干擾的表現最為突出。因為干擾元素的含量較高，所以其在金屬蒸汽之中的濃度較大，這就致使分析元素光強會隨干擾元素含量所出現的變化而呈現出近似比的關系。比如說：在不銹鋼之中的Ni與Cr元素，其會對W、Al以及Si產生一定的干擾，如果用公式來對干擾的系數進行表示，可以表示為：

M=（1-I真實/I測量）/C

I校正=I測量（1-MC）

在公式之中的各種變量所代表的相應意義在上文之中都有所介紹，具體的可以參考上文。

3 光譜分析中第三元素干擾系數的確定

通常而言，在進行爐前取樣的時候，都應用鋁來作為脫氧劑。因此，含量不同的鋁會對硫以及碳產生不同的干擾情況，下面文章將通過鋁對硫以及碳產生的干擾的相關分析，對在光譜分析中怎樣將第三元素干擾系數確定下來進行簡要介紹。

首先應該選擇適當的分析儀器：通常而言，在確定光譜分析之中的第三元素干擾系數時應該采用KH-3光源以及SPECTROVAC 1000型真空直讀光譜儀。然后確定適當的分析條件：在光譜分析過程中應該確定銀電極，把分析間隙設定為5mm，控制間隙設定為10mm，激發流量為每分鐘81，氬氣沖洗流量為每分鐘101，確定積分時間為10秒，預燃時間為6秒，沖洗時間為3秒。除此之外，還應該選取含量在0.70%～2.00%范圍之中的不同梯度的十幾塊試樣，并且運用CS-444將試樣之中的硫與碳的百分含量給準確的測量出來。

根據含鋁量的多少將所選試樣逐個在光譜儀上進行分析，將試樣的硫、碳百分含量給測試出來。通過對試樣所測的硫、碳結果我們能夠分析出，若鋁的含量較低，這時應用CS-444以及光譜儀所測得的值較為接近。但是在試樣的鋁含量較高的時候，CS-444所測得的試樣硫、碳值較之于光譜儀要低，這個時候根據下列公式可以得出校正系數：

校正系數=（未消除干擾的分析值-真實值）/干擾元素的含量（單位為%）

在得出校正系數之后還需要對試樣繼續的進行激發，在CS-444測量得到的硫、碳值再次低于光譜儀所得的值時，仍根據上述公式對校正系數進行修改。對這樣過程不斷的重復操作，直到試樣被全部激發出來為止，然后還應該將鋁含量在不同范圍之中的各自校正系數給求出來。

除此之外，應該予以注意的是：這里所討論的第三元素干擾是從廣義上而言的，其包括許多方面的內容，比如說：基體的稀釋、光譜線的重疊以及物理過程等導致的分析結果的變化，但是并不包括分析物質進到分析間隙的方法、光源參數的改變、分析試樣結構的改變等元素對分析結果產生的影響。所以，在開展實驗的時候，試樣的分析物質進到分析間隙的方法、光源參數以及試樣的結構等內容都是固定的。因為工作曲線并非線形，在不同區域之中干擾元素產生的光強對應的含量也是有所區別的，所以，在工作曲線的不同范圍之中干擾系數也是不同的。在實際的分析過程之中，一個分析元素往往會受到許多第三元素的干擾，但是各個干擾元素都可以根據上文論述的方法來求得其干擾系數，然后總的干擾情況則是各元素干擾系數所累加形成的。

4 結束語

綜上所述，在發射光譜分析過程之中，要想徹底避免元素干擾問題是不現實的，在中高合金之中尤為如此，因為干擾元素與基體元素的變化范圍都很大，要想徹底將第三元素干擾給消除掉是絕對不可能的，但是若選擇適當的干擾系數，仍然可以得到較為滿意而且準確的結果。當前我國光譜分析中第三元素干擾的校正仍然存在一些問題，這些問題的解決需要相關人員予以不懈的努力。

參考文獻

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