小中大三、冲洗、预燃和曝光时间的选择
(1)冲洗和预燃冲洗的目的是尽量减少样品激发台内的空气,特别是对激发有不利影响的O2、H2O等。一般分析铝等有色金属可用2s,分析黑色金属时可用3s。冲洗时间不宜过长,以免过多消耗氩气,延长分析时间。
金属和合金的光谱分析过程中,在火花光源的作用下,物质由固态到气态是一个极其复杂的过程,这种过程表现在试样中各元素的谱线强度并不在试样中经激发以后立刻达到一个稳定不变的强度,而是必须经过一段时间以后,方能趋于稳定,这是由于试样表面各成分在放电时进入分析间隙的程度随放电的时间而发生变化,因此在光谱定量分析时,必须等待分析元素的谱线强度达到稳定以后才开始曝光,这样才能保证分析结果的准确度,从光源引燃至开始曝光这一段时间称为预燃时间。不同材料、不同元素的预燃时间是不一样的,中低合金钢的预燃时间可选4~6s,高合金钢的预燃时间可选5~8s,易切削钢的预燃时间可选10~30s,铝合金的预燃时间可选3~10s。
预燃是一个非常重要的阶段,可使试样表面局部加热精炼以消除大部分冶金缺陷,从而使各元素的发射光强升至最大并基本稳定。对不同的试样在不同的光源下其预燃时间是不一样的,这主要取决于试样在火花放电时的蒸发过程,它不仅与光源的能量、放电气氛密切有关以外,还与试样组成、结构状态、夹杂物种类、大小等密切相关,这一切均可影响光源对样品的侵蚀,改变样品表面局部熔融和表面均匀化的时间,使预燃时间发生变化。
预燃曲线是表示分析线对强度比随时间变化的曲线。在现场分析中承担新品种分析,一定要制作各元素的预燃曲线,以确定分析线对强度稳定的时间,选好预燃时间是提高分析结果精密度的必要条件。尤其是灰口铸铁和球墨铸铁的分析。
对金属元素进行分析时,若有氧的存在,其试样的激发斑点成为白色,放电中心与边缘无明显分界,是扩散放电的特有的轮廓,这是直读光谱分析所不希望遇到的情况。若没有氧的存在,其激发斑点的边缘呈黑色,俗称“熊猫眼”,中心为呈麻点状的因侵蚀冷凝的有金属光泽的均匀金属层,是浓缩放电时试样表面特有的痕迹,这是直读光谱分析过程中期望的情况。
扩散放电的产生主要是由于在放电的激发斑点上形成表面氧化层,因而使其在放电过程中与夹杂物的影响具有相同的效应。当放电间隙存在足够的氧气时,每次放电新形成的氧化物比激发侵蚀时所破坏的氧化物的可能性要大,为此,激发将保持扩散状态,因而预燃时问不能结束,试样表面形成不了重熔的均匀层。
在含氧量相同的情况下,试样表面产生氧化物的量取决于试样材料对氧的亲和力,对于铜、镍合金它们比较稳定,不易在表面形成氧化膜,易产生浓缩放电,且每次放电时侵蚀的金属量较大;而对铝、硅、铬、钼、钛、钒等元素,它们对氧的亲和力较大,因而在放电时表面易形成氧化膜,使产生扩散放电。
为了消除样品在放电过程中所释放出的氧,可通过提高样品表面的氩气流量来冲洗。
(2)曝光时间曝光时间主要取决于激发样品中元素分析再现性的好坏,曝光过程是光电流向积分电容中充电(也称积分)的过程。积分的结果可认为是取光电流的平均值,所以积分时间不要过短。为了保证分析精度,火花放电的总次数应在2000~3000次,使铁与分析元素的光强值和比值比较适中。正常分析时,曝光时间一般采用3~5s。但必须指出,曝光时间长短与光源的能量大小有关。
在日常分析中,一般都要做冲洗时间、预燃时间、曝光时间的条件实验来确定各自的时间。采用描迹法作出各元素的冲洗、预燃、曝光曲线时,要综合兼顾每个元素达到光强稳定的时间,以确定共同的冲洗、预燃、曝光时间。
[ 本帖最后由 wccd 于 2022-4-11 12:22 编辑 ]