文档介绍：原子发射光谱分析法冶金方面的应用

摘要:原子发射光谱分析法在发现新元素和推动原子结构理论的建立方面曾做出过重要贡献,在各种无机材料的定性、半定量及定量分析方面也曾发挥过重要作用。近几十年来,由于新型光源、色散仪和检测技术的飞速发展,原子发射光谱分析法得到更广泛的应用。本文主要从原子发射光谱在冶金分析中的应用方面进行简要论述。
关键词:原子发射光谱分析等离子体电感耦合冶金分析
一、基本原理原子发射光谱法基本原理
原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrometry ,简称AES)是利用物质在热激发或电激发下,激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析并进行定性与定量分析,是利用每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成的分析的方法。原子发射光谱法包括了三个主要的过程,即: 
由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子、
并进一步使气态原子激发而产生光辐射
↓
将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线,形成光谱
↓
用检测器检测光谱中谱线的波长和强度
由于待测元素原子的能级结构不同,因此发射谱线的特征不同,据此可对样品进行定性分析;而根据待测元素原子的浓度不同,因此发射强度不同,可实现元素的定量测定。
二、原子发射光谱在冶金方面应用的背景
ICP-AES在冶金分析中应用的首例报道,应属1975年Butler等人用ICP-AES法测定钢铁及其高合金钢中12个元素。从早期的综述性报道便可看出,ICP-AES法在钢铁及其合金分析中的应用,已见报道的测定元素多达50个以上。进入20世纪90年代以来,随着ICP仪器的普及,应用领域不断扩大,公开报道也增多起来。20世纪90年代以来ICP仪器功能的不断提高和普及,多道直读及单道高速扫描性能的提高和仪器性价比的不断优化、具有全谱特性的中阶梯光栅固体检测器仪器的出现,ICP-AES法已成为钢铁及其合金分析的常规手段。已有报导用ICP-AES法同时测定铁、低合金钢、不锈钢和高温合金中痕量、低含量和常量元素的多元素分析;也有应用于钢中碳化物和稳定夹杂物分析、钢中酸溶铝的快速测定等方面的报道;20世纪90年代以来,在冶金分析上有报道用ICP法测定炉渣中主量成分、高碳铬铁、低碳铬铁、稀土硅铁、高纯铁、硒碲合金、锂铝合金、压铸锌合金中主、次和痕量杂质元素、氟石粉、锌精矿、氧化锆制品、铅锡焊料中杂质元素、锆铀合金中痕量杂质元素和冶金环境的监测即:冶金生产中废水、废气、废料有害元素的测定等,可以看出ICP-AES在冶金分析中的应用范围已迅速扩大。
三、原子发射光谱在冶金方面的具体应用
1、常规分析
从各方面的应用报告及作者实际使用结果看来,钢铁中常见元素,如Fe,Ni,Co,Cu,Si,Mn,P,B,Cr,Al,Ti,Zr,Hf,W,Mo,V,Nb,Ta,As,Sb,Bi,Sn,Pb,Ca,Mg,La,Ce等的常规分析,均可使用ICP仪器直接测定。随着仪器的进步,商品仪器为适应多元素的同时测定,在优化ICP发生器和炬管及进样系统的同时,采取适合于各个元素同时测定的折衷方案来设定仪器的工作参数。因此,应用ICP法进行钢铁合金样品的分析操作,变得十分简便,不需反复设定每个元素的工作参数,即可在同一个工作条件下、用同一个溶液同时测定多个元素。测定这