淺析DF-100直讀光譜儀在鑄造及冶金分析中的應用

文/王寬，天津東明電子工業有限公司

淺析DF-100直讀光譜儀在鑄造及冶金分析中的應用

文/王寬，天津東明電子工業有限公司

DF-100直讀光譜分析技術在冶金鑄造行業中是成分檢測最主要的手段之一。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，然后指出了 DF-100直讀光譜儀在鑄造及冶金分析中的應用過程中產生誤差的原因，最后探討了DF-100直讀光譜儀應用中的誤差消除對策。

DF-100直讀光譜儀；冶金分析；應用；誤差；消除對策

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，所以，對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工作的基礎，那就是利用具體的色散工具進行分光，如果對一個復雜的光波進行測定，不僅僅浪費時間，更不能保證光波測定的準確程度，所以，我們在測定光波前需要把復雜的高強度的光波分成幾部分均勻的光波，然后分別對這些分出來的較簡單且強度大大減小的光波進行強度測定，這樣就容易的多，并且強度的測定更加的精準，這才是我們要達到的目的。計算機對光譜儀進行實時監控，一有問題及時進行處理。

2 DF-100直讀光譜儀的特點

直讀光譜儀是一項操作較為簡單的分析方法，其有著較多的特點，而且具有效率高、速度快等優點。在應用的過程中，直讀光譜儀自動化程度比較高，不需要耗費較多的人力資源，而且危險性低，只需要簡單的按鈕，即可完成有效成分的測量。這種儀器的應用范圍比較廣，而且工作效率比較高，不易出現故障問題。分析鉛成分時只需單人操作，幾十種元素的化驗結果需由打印機打印出化驗報告，整個過程幾乎全部由機器來完成。化驗結果可存儲于計算機內，便于日后整理查詢，尤其適用于配制合金時爐前快速分析，及時調整合金的成分。使用前首先應確定直讀光譜儀的基體，根據不同需求可安裝不同的基體，如鐵基、銅基、鉛基，如化驗鉛成份即采用鉛基；其次是需要化驗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，第一滿足當前元素及含量使用的范圍，第二是滿足準備近期開發新產品可能化驗的元素和含量的范圍；最后再根據國內外行業的最新發展動態，確定未來發展趨勢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用過程中產生誤差的原因

在利用直讀光譜儀來對鑄造金屬的成分進行檢測的過程中，同一個測量人員，在利用同樣的測量方法和測量儀器，來對同一樣品進行多次的檢測，其檢測結果不能保證完全相同，在這樣的情況下可以看出，檢測誤差的產生是不可避免的，其中產生誤差的原因有很多，其主要原因在于光譜的性能不穩定，另外是所檢測物品表面的處理不符合相關的標準，在進行檢測的過程中，激發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行蒸發和激發。但是在實際的檢測當中，鑄造金屬的蒸發或者激發之間沒有明顯的界線，這些過程幾乎是在同步進行的，在這樣的情況下，都會對檢測結果造成一定程度的影響；除了光源激發的條件之外，檢測的對象也會對檢測結果造成影響，在進行檢測的過程中，不能僅僅使用一種檢測條件來對不銹鋼中的成分進行分析,另外樣品本身會使氬氣的放電的情況下引入一定量的氧氣，從而會對檢測結果產生一定的影響。

4 DF-100直讀光譜儀應用中的誤差消除對策

針對以上檢測誤差的產生原因，在具體的檢測過程中，需要對其中的各個環節進行把握，在最大程度上保證檢測結果的精確程度，一般情況下，其誤差消除對策包括以下方面。

4.1 正確取樣

在進行光譜分析的時候，其中取樣的方法和對樣品的處理結果，也會對檢測的精度產生一定的影響，在進行爐前分析的時候，需要對爐中的樣品進行快速的紅切，一旦發現樣品出現有裂紋和氣孔的情況，就需要進行重新選樣，在對低碳鑄造金屬進行檢測的時候，為了進一步提高其中碳含量檢測結果的準確度，需要將紅料放在流水當中進行急速的冷卻，以此來使樣品形成馬氏體和奧氏體；對于碳含量較高的鑄造金屬來說，需要在對其進行切割之后采取暖冷，這樣可以避免樣品產生裂縫；在對鑄鐵和球墨進行檢測分析的過程中，需要保證樣品進行充分的白口化，其中的取樣溫度、冷卻速度和脫模時間需要按照相應的標準來進行確定；在對不同材料進行分析的時候，需要根據材料的不同性質，來采取不同的研磨工具，以此來去除樣品表面的氧化層，保證檢測結果的整體精度。

4.2 提高操作人員的檢測水平

在檢測的過程中，工作人員是其中的主導者,操作人員的專業水平和操作能力直接決定了檢測的準確程度，在這樣的情況下，需要保證操作人員對樣品和分析方法有著足夠深的認識。另外，也需要保證操作人員的整體操作熟練程度；最后，由于分析過程所用的時間較長，這就需要檢測人員的身體素質和心理素質達到相應的標準，才能專心的來完成整個檢測工作。

4.3 檢測設備

為了提高檢測分析結果的精度，消除其中的誤差，需要對其中所使用的設備進行相應的保養，一般情況下，所使用的設備主要包括樣品加工設備和分析檢測

儀器，在實際的檢測過程中，需要保證其中分光計的整體精度，達到檢測所需要的標準，另外也需要對光源的性能進行嚴格把握；針對不同樣品的特性，來選擇不同的樣品加工設備，并且需要保證在引入樣品的時候，不影響氬氣系統的整體穩定程度。

4.4 樣品和檢測環境

在對樣品進行檢測之前，需要根據相關的規定，來對樣品的代表性、熱處理狀態和組織結構狀態進行分析，另外需要對樣品成分的均勻性進行及時控制，保證組成結構的統一性，在對樣品進行磨制的過程中，需要根據樣品的性質來采取合適的方法；另外，需要對進行樣品檢測環境的溫度、濕度照明和電磁干擾等條件進行嚴格控制，以此來保證儀器的整體穩定性。

5 結語

隨著材料科學的不斷的發展和冶金新工藝的進一步推廣，對冶金分析技術必然提出了更高的要求，DF-100直讀光譜儀也將樂意接受這些挑戰。智能化、小型化適合野外現場分析的儀器等分析工作中的切實需要，都將推動DF-100直讀光譜儀冶金分析技術的飛躍發展。

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

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