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。本方法制樣方法簡單且無污染，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，我國熱鍍鋅合金的需求量大大增加，同時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，但樣品處理時間長，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測定該合金中主要控制元素及雜質(zhì)元素，制樣簡單，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SPECTRO公司）;

CMO420/2型精密儀表車床（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：Φ4mm；

頂角：900；

距：3.4mm

2 結(jié)果與討論

2.1 光源分析條件的選擇

氬氣沖洗時間由樣品激發(fā)室容積的大小，氬氣流量及純度，待測樣品對氧和水分的均吸引量等因素決定。通過選用自制標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行試驗(yàn)得知，預(yù)燃時間再8s左右，所測元素的光強(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)對痕量的精密度和準(zhǔn)確度，所以確定預(yù)燃時間為8s。通過一系列試驗(yàn)，本光譜法測定的佳光源分析條件見表1.

  2.2 對樣品分析要求的確定

       將合金溶液注入模具中，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。由于氧和水等對樣品的激發(fā)放電有嚴(yán)重的影響。分析面不平整會造成漏光而對光源有傷害且對結(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床對樣品上下表面進(jìn)行車切拋光和平整，以下表面為分析面。經(jīng)過試驗(yàn)，對樣品進(jìn)行加工處理擱置在5小時內(nèi)，樣品中各元素含量無明顯變化；10小時后，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小時內(nèi)測定。

2.3  各個元素通道的設(shè)定和工作曲線的變化

       選擇各元素通道時遵循“背景低，干擾少“的原則，同時需考慮譜線光強(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，提高測定的準(zhǔn)確度。本方法分別選擇火花，電弧和SAFT光源對所測元素分別繪制工作曲線，根據(jù)每個工作曲線的回歸計算顯示出的背景對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表2.

2.4工作曲線的擬合

      在選定分析條件下，分別對自制標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行三次以上激發(fā)，得到對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度的比值，剔除離群值，對各個元素有限標(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為相對光強(qiáng)，Q為計算出的被測元素的百分含量）。分別對各個元素工作曲線選擇合適的干擾元素進(jìn)行校正后重擬合曲，通過對各個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)測定11次，所測定結(jié)果見表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。由于氧和水等對樣品的激發(fā)放電有嚴(yán)重的影響。分析面不平整會造成漏光而對光源有傷害且對結(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床對樣品上下表面進(jìn)行車切拋光和平整，以下表面為分析面。經(jīng)過試驗(yàn)，對樣品進(jìn)行加工處理擱置在5小時內(nèi)，樣品中各元素含量無明顯變化；10小時后，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小時內(nèi)測定。

2.3  各個元素通道的設(shè)定和工作曲線的變化

       選擇各元素通道時遵循“背景低，干擾少“的原則，同時需考慮譜線光強(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，提高測定的準(zhǔn)確度。本方法分別選擇火花，電弧和SAFT光源對所測元素分別繪制工作曲線，根據(jù)每個工作曲線的回歸計算顯示出的背景對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表2.

3.2準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

 隨機(jī)選取3個生產(chǎn)樣品，分別進(jìn)行本方法分析和其他方法測定，結(jié)果見表4.

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

3.3日常生產(chǎn)分析

     經(jīng)過長時間的生產(chǎn)實(shí)踐證明，我們采用監(jiān)控樣對Pb,Cu,Cd,Fe,La,Ce等元素進(jìn)行日常監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)各元素漂移時進(jìn)行兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化校正；同時針對A1元素每批次進(jìn)行類型標(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單且無污染，分析結(jié)果精密度高，快速準(zhǔn)確等特點(diǎn)，*生產(chǎn)要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。