直读光谱法测定钢材中高含量砷

摘要：经过试验确定了合适的分析条件，对直读光谱仪原工作曲线范围进行了扩展，样品分析表明结果满意。

关键词：砷；工作曲线；扩展；直读光谱仪；钢材。

目前，直读光谱仪在钢铁，冶金，机械等行业已日趋普及。而上许多的直读光谱仪如斯派克公司等都在仪器出厂时预制了工作曲线，这大大方便了用户，也节约了许多因绘制工作曲线所需的标准样品。因为仪器预制了工作曲线，设定了元素的测量范围，而在实际分析工作中有时会超出设定的测量范围。例如，直读光谱仪测定钢中砷的原测量范围为0.001%-0.075%，而样品中砷含量高达0.30%。采用化学分析法测定钢中砷，过程繁琐，分析周期长。为快速准确地检测样品中砷，需要对砷的工作曲线进行扩展。本文就直读光谱仪工作曲线的扩展（以砷为例）作一简单的介绍，供同行参考。

 1实验部分

1.1仪器及工作条件

斯派克LAB型直读光谱仪：火花激发光源，放电参数可调；ZQJD4-0.6型氩气净化器。

 分析条件：冲洗时间2s，预燃时间5s，积分时间8s（其中碳5s，其他元素3s）。分析间距：3.4mm；分析线As:189.042nm       参比线Fe:    187.746nm

1.2试样制备

由于样品是中低合金钢，一般取圆柱形样品，切取部分圆柱体进行分析。激发面在粒度为0.35mm的氧化铝砂纸上磨制后，在仪器上激发分析。激发面应平整无夹杂裂缝等缺陷。

1.3工作曲线

     本仪器使用的工作曲线是持久曲线，采用两点校准法校准工作曲线。按实验结果设置工作条件，依据仪器软件，用三十二个标样值拟和砷的新的工作曲线，砷元素工作曲线的相关系数为0.9952。原测定范围是：0.001%-0.075%，扩展后是：0.001%-0.30%。

2结果与讨论

2.1预燃时间及积分时间

合适的预燃时间，是为了获得灵敏且稳定的测定结果，而积分时间则是计算分析结果所必需的。本方法按仪器出厂设置：预燃时间为5s。积分吧时间为8秒。

2.2砷工作曲线的扩展

预扩展本仪器工作曲线的检测范围，要有标准样品（本试验用样品砷质量分数为0.115%）或经准确定值的内控样品（0.30%）。其扩展步骤是：

（1） 在直读光谱仪的扩展程序中-编辑-校准范围，把原检测范围的高限改为0.30.

（2） 在直读光谱仪的扩展程序中→编辑→标样（calibration   standards）→列表→新标样→在样品类型的calibration   standards前打上标记→含量中输入该标样各元素的质量分数。在proposed   standards 栏把该标样选择进入selected   standards栏中，并测定其强度比。

（3） 在直读光谱仪的扩展程序中→回归→砷，程序会自动进行回归计算。比较其一次，二次，三次回归方程的优劣，其相关系数分别 0.9948,0.9952和0.9945.选择相关系数好的二次回归方程。

2.3校正样品

在光电直读光谱仪分析中，基体及第三元素的影响是普遍存在的。本法中的工作曲线已对基体及元素间的干扰进行了校正，为消除或减少其它如 冶金工艺，组织结构不同等影响，本方法采用内控样品和标准样品结合使用，以提高结果的准确性。

2.4氩气纯度

 氩气作为本仪器的分析载气，其纯度直接影响分析结果，氩气纯度应在99.994%以上。本方法中对市购氩气经ZQJD4-0.6型氩气净化器纯化后使用，确保分析结果。

3样品分析

          以已制作完成的样品的激发面为上电，钨电做下电，在相应的分析程序下，由直接光谱仪测定。用本方法测定内控样品中砷，分析结果见表1.从表1可以看出，本方法测定值与ICP方法测定值一致，本方法测定误差符合（GB223）允许差要求。

本方法已应用于实际生产近两年，实践表明：使用该方法可快速，准确地测定钢中砷元素，能够满足公司实际生产的需要；同时扩大了直读光谱仪测试范围，为其它类似钢材的测试打下了基础。应用此法对钢中钴和钒的测量范围进行了扩展：钴由0.35%扩展到2.0%；钒由2.0扩展到10.0%。