淺析DF-100直讀光譜儀在鑄造及冶金分析中的應(yīng)用

文/王寬，天津東明電子工業(yè)有限公司

淺析DF-100直讀光譜儀在鑄造及冶金分析中的應(yīng)用

文/王寬，天津東明電子工業(yè)有限公司

DF-100直讀光譜分析技術(shù)在冶金鑄造行業(yè)中是成分檢測(cè)最主要的手段之一。本文首先介紹了 DF-100直讀光譜儀的基本工作原理和DF-100直讀光譜儀的特點(diǎn)，然后指出了 DF-100直讀光譜儀在鑄造及冶金分析中的應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生誤差的原因，最后探討了DF-100直讀光譜儀應(yīng)用中的誤差消除對(duì)策。

DF-100直讀光譜儀；冶金分析；應(yīng)用；誤差；消除對(duì)策

1 DF-100直讀光譜儀的基本工作原理

直讀光譜儀的工作原理是它工作的基礎(chǔ)，所以，對(duì)于直讀光譜儀的具體的工作原理我們要了解并加以分析。直讀光譜儀與所有的光譜儀都有一個(gè)工作的基礎(chǔ)，那就是利用具體的色散工具進(jìn)行分光，如果對(duì)一個(gè)復(fù)雜的光波進(jìn)行測(cè)定，不僅僅浪費(fèi)時(shí)間，更不能保證光波測(cè)定的準(zhǔn)確程度，所以，我們?cè)跍y(cè)定光波前需要把復(fù)雜的高強(qiáng)度的光波分成幾部分均勻的光波，然后分別對(duì)這些分出來(lái)的較簡(jiǎn)單且強(qiáng)度大大減小的光波進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定，這樣就容易的多，并且強(qiáng)度的測(cè)定更加的精準(zhǔn)，這才是我們要達(dá)到的目的。計(jì)算機(jī)對(duì)光譜儀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一有問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行處理。

2 DF-100直讀光譜儀的特點(diǎn)

直讀光譜儀是一項(xiàng)操作較為簡(jiǎn)單的分析方法，其有著較多的特點(diǎn)，而且具有效率高、速度快等優(yōu)點(diǎn)。在應(yīng)用的過(guò)程中，直讀光譜儀自動(dòng)化程度比較高，不需要耗費(fèi)較多的人力資源，而且危險(xiǎn)性低，只需要簡(jiǎn)單的按鈕，即可完成有效成分的測(cè)量。這種儀器的應(yīng)用范圍比較廣，而且工作效率比較高，不易出現(xiàn)故障問(wèn)題。分析鉛成分時(shí)只需單人操作，幾十種元素的化驗(yàn)結(jié)果需由打印機(jī)打印出化驗(yàn)報(bào)告，整個(gè)過(guò)程幾乎全部由機(jī)器來(lái)完成。化驗(yàn)結(jié)果可存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)內(nèi)，便于日后整理查詢，尤其適用于配制合金時(shí)爐前快速分析，及時(shí)調(diào)整合金的成分。使用前首先應(yīng)確定直讀光譜儀的基體，根據(jù)不同需求可安裝不同的基體，如鐵基、銅基、鉛基，如化驗(yàn)鉛成份即采用鉛基；其次是需要化驗(yàn)的元素在直讀光譜儀是否有通道，通道一般在選定供貨商后，第一滿足當(dāng)前元素及含量使用的范圍，第二是滿足準(zhǔn)備近期開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品可能化驗(yàn)的元素和含量的范圍；最后再根據(jù)國(guó)內(nèi)外行業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，確定未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)所使用元素及含量的范圍。

3 DF-100直讀光譜儀在鑄造及冶金分析中的應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生誤差的原因

在利用直讀光譜儀來(lái)對(duì)鑄造金屬的成分進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，同一個(gè)測(cè)量人員，在利用同樣的測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器，來(lái)對(duì)同一樣品進(jìn)行多次的檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果不能保證完全相同，在這樣的情況下可以看出，檢測(cè)誤差的產(chǎn)生是不可避免的，其中產(chǎn)生誤差的原因有很多，其主要原因在于光譜的性能不穩(wěn)定，另外是所檢測(cè)物品表面的處理不符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，激發(fā)光源是其中最為重要的一部分，其主要作用是為了使樣品進(jìn)行蒸發(fā)和激發(fā)。但是在實(shí)際的檢測(cè)當(dāng)中，鑄造金屬的蒸發(fā)或者激發(fā)之間沒(méi)有明顯的界線，這些過(guò)程幾乎是在同步進(jìn)行的，在這樣的情況下，都會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定程度的影響；除了光源激發(fā)的條件之外，檢測(cè)的對(duì)象也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成影響，在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，不能僅僅使用一種檢測(cè)條件來(lái)對(duì)不銹鋼中的成分進(jìn)行分析,另外樣品本身會(huì)使氬氣的放電的情況下引入一定量的氧氣，從而會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

4 DF-100直讀光譜儀應(yīng)用中的誤差消除對(duì)策

針對(duì)以上檢測(cè)誤差的產(chǎn)生原因，在具體的檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)其中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把握，在最大程度上保證檢測(cè)結(jié)果的精確程度，一般情況下，其誤差消除對(duì)策包括以下方面。

4.1 正確取樣

在進(jìn)行光譜分析的時(shí)候，其中取樣的方法和對(duì)樣品的處理結(jié)果，也會(huì)對(duì)檢測(cè)的精度產(chǎn)生一定的影響，在進(jìn)行爐前分析的時(shí)候，需要對(duì)爐中的樣品進(jìn)行快速的紅切，一旦發(fā)現(xiàn)樣品出現(xiàn)有裂紋和氣孔的情況，就需要進(jìn)行重新選樣，在對(duì)低碳鑄造金屬進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，為了進(jìn)一步提高其中碳含量檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，需要將紅料放在流水當(dāng)中進(jìn)行急速的冷卻，以此來(lái)使樣品形成馬氏體和奧氏體；對(duì)于碳含量較高的鑄造金屬來(lái)說(shuō)，需要在對(duì)其進(jìn)行切割之后采取暖冷，這樣可以避免樣品產(chǎn)生裂縫；在對(duì)鑄鐵和球墨進(jìn)行檢測(cè)分析的過(guò)程中，需要保證樣品進(jìn)行充分的白口化，其中的取樣溫度、冷卻速度和脫模時(shí)間需要按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行確定；在對(duì)不同材料進(jìn)行分析的時(shí)候，需要根據(jù)材料的不同性質(zhì)，來(lái)采取不同的研磨工具，以此來(lái)去除樣品表面的氧化層，保證檢測(cè)結(jié)果的整體精度。

4.2 提高操作人員的檢測(cè)水平

在檢測(cè)的過(guò)程中，工作人員是其中的主導(dǎo)者,操作人員的專業(yè)水平和操作能力直接決定了檢測(cè)的準(zhǔn)確程度，在這樣的情況下，需要保證操作人員對(duì)樣品和分析方法有著足夠深的認(rèn)識(shí)。另外，也需要保證操作人員的整體操作熟練程度；最后，由于分析過(guò)程所用的時(shí)間較長(zhǎng)，這就需要檢測(cè)人員的身體素質(zhì)和心理素質(zhì)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，才能專心的來(lái)完成整個(gè)檢測(cè)工作。

4.3 檢測(cè)設(shè)備

為了提高檢測(cè)分析結(jié)果的精度，消除其中的誤差，需要對(duì)其中所使用的設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的保養(yǎng)，一般情況下，所使用的設(shè)備主要包括樣品加工設(shè)備和分析檢測(cè)

儀器，在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，需要保證其中分光計(jì)的整體精度，達(dá)到檢測(cè)所需要的標(biāo)準(zhǔn)，另外也需要對(duì)光源的性能進(jìn)行嚴(yán)格把握；針對(duì)不同樣品的特性，來(lái)選擇不同的樣品加工設(shè)備，并且需要保證在引入樣品的時(shí)候，不影響氬氣系統(tǒng)的整體穩(wěn)定程度。

4.4 樣品和檢測(cè)環(huán)境

在對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)之前，需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，來(lái)對(duì)樣品的代表性、熱處理狀態(tài)和組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行分析，另外需要對(duì)樣品成分的均勻性進(jìn)行及時(shí)控制，保證組成結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性，在對(duì)樣品進(jìn)行磨制的過(guò)程中，需要根據(jù)樣品的性質(zhì)來(lái)采取合適的方法；另外，需要對(duì)進(jìn)行樣品檢測(cè)環(huán)境的溫度、濕度照明和電磁干擾等條件進(jìn)行嚴(yán)格控制，以此來(lái)保證儀器的整體穩(wěn)定性。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著材料科學(xué)的不斷的發(fā)展和冶金新工藝的進(jìn)一步推廣，對(duì)冶金分析技術(shù)必然提出了更高的要求，DF-100直讀光譜儀也將樂(lè)意接受這些挑戰(zhàn)。智能化、小型化適合野外現(xiàn)場(chǎng)分析的儀器等分析工作中的切實(shí)需要，都將推動(dòng)DF-100直讀光譜儀冶金分析技術(shù)的飛躍發(fā)展。

[1]鮑健.直讀光譜儀在鑄造爐前分析的應(yīng)用理化檢驗(yàn)(化學(xué)分冊(cè))，2009(10)

[2]韓春蕾.直讀光譜儀在有色金屬分析中的應(yīng)用[J].電子世界，2013（2）：88.