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    金屬材料化學成分分析方法的初步認知和趨勢研究

    發布時間:2020-04-29   作者:豐東熱技術   已閱讀:
            隨著時代不斷進步,科學技術不斷發展,在各個領域當中,金屬材料得到了廣泛地應用,包括汽車制造和航空航天、計算機硬件和機械制造等領域。由于金屬材料有非常大的優勢,因此其在使用領域當中的地位不可忽視。
    1金屬材料化學成分分析的重大意義
            在金屬材料的各個使用領域當中有這樣一句話,用途取決于性能,而金屬材料的化學成分又決定著金屬材料性能,化學成分不同,結構不同的金屬材料,也會呈現出不同的特性和形態,所以十分有必要研究金屬材料。
            第一,通過研究和分析金屬材料的化學成分,我們能夠知道金屬材料的成因和性能,并能夠通過性能和成因,將規律總結出來。在顯微組織中,一般有五大要素會影響金屬材料性能,包括相對分布和數量、形狀和大小以及晶粒類型等要素。由于原子之間和晶體結構以及原子機構有一定差異性存在,所以會對相對的晶粒結構產生影響,正因此,在性能方面,金屬材料有較大的差異。
            第二,通過充分了解金屬材料的化學成分,更能確定金屬材料性能以及其加工要求,從而將一種最為科學的加工金屬材料方案總結出來,而這種加工方案,不僅能夠使金屬材料性能得以保障,同時更利于金屬材料制造。
            第三,研究金屬材料的化學成分,能夠決定金屬材料加工后的熱處理工藝。完成金屬材料加工后所實行的工序就是熱處理,熱處理工藝不僅能使金屬材料性能得以完善,還能將加工金屬材料時所出現的組織缺陷消除。但是不管是熱處理的方式還是處理當中的技術參數,都取決于金屬材料所含的化學成分,所以可以說,對熱處理來講,分析金屬材料的化學成分有非常重大的意義。
            最后,怎樣對金屬材料進行合理和經濟以及安全的使用,將其優良性能充分發揮出來,也是對金屬材料的化學成分進行分析的重要目的。
    2以往分析金屬材料化學成分的方法
            在人類的逐步發展當中,金屬材料起到的應用價值不可忽視,以下分析了幾種傳統的金屬材料分析方法。
    2.1分光光度法
            在金屬材料的分析方法當中,得以廣泛應用到的一種方法就是分光光度法,應用分光光度法的理論依據就是Lam-bert-Beer。從實質上來講,通過對不同金屬元素進行利用,分析波長光線不同的吸收特性的一種方法就是分光光度分析法。一般情況下,會在金屬離子的溶液中投射波長不同的光線,由于在一定的波長中,金屬成分不同,因此其并沒有相同的吸光能力和發光能力。而分光光度法就是對這一特性進行利用,從而分析不同的金屬材料。由于使用到的是不同的光線種類,因此可對分光光度法的種類進行劃分,將其劃分為紅外燈和可見光以及紫外等種類,雖然這些方法有不同的種類,但是都需要在含有金屬離子的溶液里,投射對應使用的光,從而得到金屬被測材料的光譜曲線。
    2.2滴定分析方法
            以往,還有一種分析金屬成分的化學方法,那就是滴定分析法。這種分析方法非??旖莘奖?,在實際應用當中,容量分析法是其的別稱。這種分析方法就是按照待測物質的化學特性,將某--種溶液當作標準溶液,利用滴定方式,使標準溶液同被檢物質發生反應,然后按照標準溶液的濃度和消耗體積待測物質含量計算出來的一種方法就是滴定分析方法。實踐證明,通過對滴定分析法進行利用,其所得到的結果同理論值基本保持一致。
    2.3X射線熒光光譜法
           由于吸收特定頻率的輻射之后,氣態金屬原子叮以被激發到一種高能狀態,而這也是應用X射線熒光光譜法所遵照的理論依據。通過這一種特性,X射線。熒光光譜法能夠對元素不同的譜線強度進行分析,然后分析所測定的譜線強度,從而獲得定性或定量的被測元素的分析結果。
    2.4原子光譜分析法
            在以往的金屬材料分析方法當中,原子光譜分析法占據著非常重要的地位。一般情況下,會對原子光譜分析法進行劃分,將其分為原子吸收光譜法以及原子發射光譜法。這種方法是通過對元素不同的原子和離子進行利用,并讓其處于電極法以及熱激發的狀況下,由于這些原子和離子能夠將符合自身特性的電磁輻射發射出來,因此,可以依照所發射出來的電磁輻射來定量或者定性地分析這一元素。從某種角度來講,在光譜學科的分支當中,非常古老且陳舊的一支學科就是原子發射光譜法。由于這種方法有著消耗樣品少、快速的分析速度以及很強的選擇性以及同時測量等特點。所以,在很多批次、很多組分的測量當中,會用到這種原子發射光譜法。但值得注意的是,這種原子發射光譜法的準確率較低,再加上許多的非金屬原子的光譜線并不靈敏,所以在分析金屬元素的時候,才可用到這種分析方法。而定量或者定性分析共振輻射性的吸收強度就是應用原子吸收光譜法的理論,一般情況下,會在特定氣態原子吸收光譜時,用到原子吸收光譜法。廣范圍內也能分析、選擇性較大、抗于擾能力較強精度較高就是原子吸收光譜分析法的最大優勢,但是這種分析方法不能夠在同時分析多種元素。
    2.5電分析法
            由于金屬材料和金屬材料電性質的含量和組成有一定的關聯性,而電分析法就是對這一特性進行利用,從而對金屬材料當中化學成分進行分析。但由于電分析法沒有一定的準確度,且要受到外界很大的干擾,所以基本上不會對這種方法進行使用。
    3新的金屬材料成分的分析方法
            科技不斷在進步,因此市面上也出現了較多的新型金屬材料,以往分析金屬材料的方法已經不能對新材料成分進行分析。其中,分析成分的難點即結構鋼中氫和銅合金、鋁合金和鈦合金的分析,為了對這些新型的材料進行分析,當前已經出現了幾種分析方法,而要想提高這一些分析技術,就要從這幾方面著手,研究新材料的分析技術、研究添加元素的分析技術、研制以及應用標準物質等方面。
    3.1離子體質譜法
            可以說,這種元素分析方法非常靈敏,一般在定量檢測微量元素的時候,會對這種分析方法進行采用,而在檢測貴金屬和稀有金屬、稀土金屬和難溶金屬等金屬材料時其應用間質非常獨特。
    3.2微量和痕量元素的分析方法
            當前,在國外已經對FI—ICP—MS聯用技術、LA一ICP—MS聯用技術進行了廣泛使用,其主要用于分析高溫合金當中的痕量元素。雖然1CP一MS這種大型的分析儀器有很高的靈敏性,但是其價格也很高。當前,只會在生物樣品以及環境樣品的成分分析當中應用這種技術。NiAl、TAl也是新型材料,雖然很多領域對其進行了應用,但當前還沒有對其成分進行分析的技術。
    3.3石墨爐原子吸收法
            這種方法的應用原理是,將石墨當作一種原子化器。然后通過對其加熱,實現原子吸收,這種石墨爐原子吸收法有很高的分析靈敏度,所以在很多的領域當中得以廣泛地應用。
    3.4離子體原子發射光譜法
            這種方法在很廣的范圍當中得以應用,不僅靈敏性很高,而且測量技術較為完善。這種方法的應用原理是通過對同位素受到一定刺激,從而激發電子躍遷的強度曲線進行記錄,從而對其進行測量??梢哉f,這種原子發射光譜法有非常大的應用價值。
    4發展趨勢
            在新的時代背景下,只有全新的分析方法才能使人們對于科研的需求得以滿足,而新的檢測儀器的出現和應用,更利于協調和配合新方法掌握金屬材料的缺陷和結構以及成分等情況。因此可以說,在今后的發展中,分析方法會有越來越簡潔的操作方法和手段,以及越來越準確的測量結果,其必然會往健康和高效以及準確的方向不斷發展。
    5結束語
            總而言之,要想將金屬材料性能提高,就要分析金屬材料當中的化學成分。通過以上論述可知,通過分析金屬材料的化學成分,我們不僅能夠將金屬材料特性掌握好,同時,還能更好地發揮出金屬材料的優勢和性能。所以,要順應時代的發展趨勢,對分析方法進行完善,使其具備高效性和創新性,只有這樣才能夠讓金屬材料創造出更大的價值。


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