摘要：本文研究了直讀光譜儀分析高鋁稀土鋅合金中合金元素和雜質(zhì)元素含量的方法，確定了被測(cè)元素的光譜分析線，佳分析條件，分析樣品的制備要求，校準(zhǔn)曲線的擬合情況。本方法制樣方法簡(jiǎn)單且無(wú)污染，結(jié)果重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度高。

關(guān)鍵詞：直讀光譜    高鋁稀土鋅合金

       隨著鍍鋅板行業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)熱鍍鋅合金的需求量大大增加，同時(shí)用戶需求的合金品種更加多元化。為滿足客戶需求，我公司新研制了高鋁稀土鋅合金，其中鋁含量在4%-10%之間，稀土總量（La+Ce）在0.002%-0.03%之間，同時(shí)存在鉛，銅，鎘，鐵等雜質(zhì)元素。目前，采用返滴定法分析鋁和利用ICP-AES發(fā)分析稀土和雜質(zhì)元素含量能得到準(zhǔn)確的結(jié)果，但樣品處理時(shí)間長(zhǎng)，需使用酸，操作繁瑣和易造成環(huán)境污染。本文利用直讀光譜儀同時(shí)測(cè)定該合金中主要控制元素及雜質(zhì)元素，制樣簡(jiǎn)單，分析速度快，結(jié)果精密度和準(zhǔn)確度均滿足分析要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和材料

 SPECTROLAB   M型光電直讀光譜儀（德國(guó)SPECTRO公司）;

CMO420/2型精密儀表車(chē)床（上海儀表機(jī)床廠）;

液氬（純度>=99.999%）；

自制高鋁稀土鋅合金標(biāo)準(zhǔn)樣品

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

氬氣壓力：0.5-0.6Mpa； 

流量：300L/h;     

鎢電極：Φ4mm；

頂角：900；

極距：3.4mm

2 結(jié)果與討論

2.1 光源分析條件的選擇

       氬氣沖洗時(shí)間由樣品激發(fā)室容積的大小，氬氣流量及純度，待測(cè)樣品對(duì)氧和水分的均吸引量等因素決定。通過(guò)選用自制標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行試驗(yàn)得知，預(yù)燃時(shí)間再8s左右，所測(cè)元素的光強(qiáng)度在高范圍。既考慮到應(yīng)有足夠的預(yù)燃時(shí)間使樣品的被分析區(qū)域具有良好的重熔，又考慮保證所采光源技術(shù)對(duì)痕量的精密度和準(zhǔn)確度，所以確定預(yù)燃時(shí)間為8s。通過(guò)一系列試驗(yàn)，本光譜法測(cè)定的佳光源分析條件見(jiàn)表1.

  2.2 對(duì)樣品分析要求的確定

       將合金溶液注入專用模具中，冷卻后倒出成為外徑70mm，內(nèi)徑20mm的樣塊，此樣塊即可作為分析樣品。由于氧和水等對(duì)樣品的激發(fā)放電有嚴(yán)重的影響。分析面不平整會(huì)造成漏光而對(duì)光源有傷害且對(duì)結(jié)果有影響，因此要求樣品分析面平整，不得有水漬，氣孔，油污，夾渣和氧化物等物理缺陷，本方法利用精密儀表車(chē)床對(duì)樣品上下表面進(jìn)行車(chē)切拋光和平整，以下表面為分析面。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，對(duì)樣品進(jìn)行加工處理擱置在5小時(shí)內(nèi)，樣品中各元素含量無(wú)明顯變化；10小時(shí)后，主要控制元素鋁含量明顯變高，其他元素?zé)o明顯變化。本方法選定在加工后3小時(shí)內(nèi)測(cè)定。

2.3  各個(gè)元素通道的設(shè)定和工作曲線的變化

       選擇各元素通道時(shí)遵循“背景低，干擾少“的原則，同時(shí)需考慮譜線光強(qiáng)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。適合的參比線可以消除儀器漂移，環(huán)境變化，光源條件不同等引起譜線強(qiáng)度變化的影響，提高測(cè)定的準(zhǔn)確度。本方法分別選擇火花，電弧和SAFT光源對(duì)所測(cè)元素分別繪制工作曲線，根據(jù)每個(gè)工作曲線的回歸計(jì)算顯示出的背景對(duì)分析影響程度大小及工作曲線線性好壞等因素，確定各元素的分析條件見(jiàn)表2.

2.4工作曲線的擬合

      在選定分析條件下，分別對(duì)自制標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行三次以上激發(fā)，得到對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度的比值，剔除離群值，對(duì)各個(gè)元素有限標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度比值進(jìn)行平均及保存。用小二乘法對(duì)標(biāo)樣數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，可得到擬合方程Q=A*I3+B*12+C*I+D中的相關(guān)參數(shù)（A,B,C,D為工作曲線系數(shù)，I為相對(duì)光強(qiáng)，Q為計(jì)算出的被測(cè)元素的百分含量）。分別對(duì)各個(gè)元素工作曲線選擇合適的干擾元素進(jìn)行校正后重?cái)M合曲，通過(guò)對(duì)各個(gè)元素工作曲線的相關(guān)系數(shù)判定曲線滿意度如表2所示。

3樣品分析

3.1 精密度實(shí)驗(yàn)

      根據(jù)設(shè)定的分析條件，隨機(jī)選取自制校準(zhǔn)樣品1#連續(xù)測(cè)定11次，所測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3

s'; font-family:微軟雅黑; mso-ascii-font-family:Tahoma; mso-hansi-font-family:Tahoma; color:rgb(0,0,0); font-size:15px; " >       將合金溶液注入專用模具中，冷卻后倒出成為外徑70mm，內(nèi)徑20mm的樣塊，此樣塊即可作為分析樣品。由于氧和水等對(duì)樣品的激發(fā)放電有嚴(yán)重的影響。分析面不平整會(huì)造成漏光而對(duì)光源有傷害且對(duì)結(jié)果有影響，因此要求樣品分析面平整，不得有水漬，氣孔，油污，夾渣和氧化物等物理缺陷，本方法利用精密儀表車(chē)床對(duì)樣品上下表面進(jìn)行車(chē)切拋光和平整，以下表面為分析面。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，對(duì)樣品進(jìn)行加工處理擱置在5小時(shí)內(nèi)，樣品中各元素含量無(wú)明顯變化；10小時(shí)后，主要控制元素鋁含量明顯變高，其他元素?zé)o明顯變化。本方法選定在加工后3小時(shí)內(nèi)測(cè)定。

2.3  各個(gè)元素通道的設(shè)定和工作曲線的變化

       選擇各元素通道時(shí)遵循“背景低，干擾少“的原則，同時(shí)需考慮譜線光強(qiáng)穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。適合的參比線可以消除儀器漂移，環(huán)境變化，光源條件不同等引起譜線強(qiáng)度變化的影響，提高測(cè)定的準(zhǔn)確度。本方法分別選擇火花，電弧和SAFT光源對(duì)所測(cè)元素分別繪制工作曲線，根據(jù)每個(gè)工作曲線的回歸計(jì)算顯示出的背景對(duì)分析影響程度大小及工作曲線線性好壞等因素，確定各元素的分析條件見(jiàn)表2.

3.2準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

 隨機(jī)選取3個(gè)生產(chǎn)樣品，分別進(jìn)行本方法分析和其他方法測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4.

從表4可以看出，各樣品采用不同方法分析的結(jié)果對(duì)照較好，完全滿足生產(chǎn)要求。

3.3日常生產(chǎn)分析

     經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)實(shí)踐證明，我們采用監(jiān)控樣對(duì)Pb,Cu,Cd,Fe,La,Ce等元素進(jìn)行日常監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)各元素漂移時(shí)進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化校正；同時(shí)針對(duì)A1元素每批次進(jìn)行類(lèi)型標(biāo)準(zhǔn)化，從而大程度確保了結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4結(jié)論

利用直讀光譜儀分析高鋁稀土鋅合金中合金控制元素和雜質(zhì)元素含量的方法具有制樣簡(jiǎn)單且無(wú)污染，分析結(jié)果精密度高，快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，完全滿足生產(chǎn)要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。