遇到的問(wèn)題
使用斯派克LAB直讀光譜儀控制高鎳奧氏體鑄造生產(chǎn)過(guò)程時(shí),遇到了這樣的問(wèn)題,現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員反映,用同一批原材料,同一個(gè)配料單,光譜儀測(cè)出的Mn元素含量卻突高突低,有時(shí)候今天不加Mn,光譜儀測(cè)出的Mn含量很高,明天Mn一直在增加,光譜儀測(cè)出的Mn含量卻很低。
探討原因
這類問(wèn)題讓人感覺(jué)有些不可思議,因?yàn)閺脑砩现v這是不太可能的事情。對(duì)光譜儀的標(biāo)準(zhǔn)化、類型標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行了多次檢查,都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。
每次標(biāo)準(zhǔn)化都是用斯派克光譜儀自帶的四塊國(guó)際標(biāo)樣,類型標(biāo)準(zhǔn)化采用的也是國(guó)際標(biāo)樣,從標(biāo)準(zhǔn)化,類型標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)判斷,儀器沒(méi)有問(wèn)題。之后對(duì)原材料作了多次抽檢,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,排除了原材料問(wèn)題。還有從試樣均勻性中找原因,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題。
那么,到底是哪里出現(xiàn)了問(wèn)題呢?其中一次,在研制了一種新產(chǎn)品的時(shí)候,,需要對(duì)Mn通道進(jìn)行擴(kuò)展時(shí),終于發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題的所在。原來(lái),Mm元素有高低兩個(gè)通道,低通道測(cè)量范圍是0.002%-1.9%,高通道測(cè)量范圍是1.8%-10.10%,而做類型標(biāo)準(zhǔn)化時(shí),使用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化樣品Mn元素含量是2.01%,而產(chǎn)品的Mn元素含量一般控制在1.10%-1.20%之間。這樣,在做類型標(biāo)準(zhǔn)化時(shí),Mn元素是在高通道測(cè)量,而分析產(chǎn)品時(shí),Mn元素是在低通道測(cè)量,這樣控樣沒(méi)有發(fā)揮控樣作用,所以平常分析時(shí),測(cè)的Mn元素含量突高突低。
問(wèn)題發(fā)現(xiàn)后,想要把Mn的低通道范圍變小,Mn的高通道范圍變寬的辦法,使控樣和產(chǎn)品的Mn元素都用高通道測(cè)量,但是效果并不理想。后來(lái),改為用另一塊Mn元素含量為0.86%的國(guó)際標(biāo)樣,用這塊國(guó)際標(biāo)樣單獨(dú)控制Mn元素含量,其他元素含量用另一塊國(guó)際標(biāo)樣控制,問(wèn)題得到解決,并且取得了理想的效果,從根本上解決上訴問(wèn)題。
結(jié)論
在生產(chǎn)過(guò)程中,遇到的問(wèn)題如控樣含量不可能與試樣完全相符,這樣的分析結(jié)果不甚理想。有時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)一些異常情況,這時(shí)的分析往往會(huì)偏向于懷疑光譜儀出現(xiàn)異常或故障,而其中重要的一個(gè)問(wèn)題往往會(huì)被忽略,那就是控樣問(wèn)題,以至于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)難以得到及時(shí)解決。希望同行們遇到類似問(wèn)題時(shí),多觀察一下控樣是否發(fā)揮了應(yīng)有的作用,往往被忽略的問(wèn)題,反而是解決問(wèn)題的根本。
1、測(cè)定時(shí)實(shí)驗(yàn)室的溫度應(yīng)在15~30℃,相對(duì)濕度應(yīng)在65%以下,所用電源應(yīng)配備有穩(wěn)壓裝置和接地線。因要嚴(yán)格控制室內(nèi)的相對(duì)濕度,因此紅外實(shí)驗(yàn)室的面積不要太大,能放得下必須的儀器設(shè)備即可,但室內(nèi)一定要有除濕裝置。
2、如所用的是單光朿型傅里葉紅外分光光度計(jì)(目前應(yīng)用較多),實(shí)驗(yàn)室里的CO2含量不能太高,因此實(shí)驗(yàn)室里的人數(shù)應(yīng)盡量少,無(wú)關(guān)人員可以不要進(jìn)入,還要注意適當(dāng)通風(fēng)換氣。
3、如供試品為鹽酸鹽,因考慮到在壓片過(guò)程中可能出現(xiàn)的離子交換現(xiàn)象,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用氯化鉀(也同溴化鉀一樣預(yù)處理后使用)代替溴化鉀進(jìn)行壓片,但也可比較氯化鉀壓片和溴化鉀壓片后測(cè)得的光譜,如二者沒(méi)有區(qū)別,則可使用溴化鉀進(jìn)行壓片。
4、為防止儀器受潮而影響使用壽命,紅外實(shí)驗(yàn)室應(yīng)經(jīng)常保持干燥,即使儀器不用,也應(yīng)每周開(kāi)機(jī)至少兩次,每次半天,同時(shí)開(kāi)除濕機(jī)除濕。特別是霉雨季節(jié),可以是能每天開(kāi)除濕機(jī)。
5、測(cè)定常用的試樣制備方法是溴化鉀(KBr)壓片法(藥典收載品種90%以上用此法),因此為減少對(duì)測(cè)定的影響,所用KBr可以應(yīng)為光學(xué)試劑級(jí),至少也要分析純級(jí)。使用前應(yīng)適當(dāng)研細(xì)(200目以下),并在120℃以上烘4小時(shí)以上后置干燥器中備用。如發(fā)現(xiàn)結(jié)塊,則應(yīng)重新干燥。制備好的空KBr片應(yīng)透明,與空氣相比,透光率應(yīng)在75%以上。
6、壓片法時(shí)取用的供試品量一般為1~2mg,因不可能用天平稱量后加入,并且每種樣品的對(duì)紅外光的吸收程度不一致,故常憑經(jīng)驗(yàn)取用。一般要求所沒(méi)得的光譜圖中絕大多數(shù)吸收峰處于10%~80%透光率范圍在內(nèi)。較強(qiáng)吸收峰的透光率如太大(如大于30%),則說(shuō)明取樣量太少;相反,如較強(qiáng)吸收峰為接近透光率為0%,且為平頭峰,則說(shuō)明取樣量太多,此時(shí)均應(yīng)調(diào)整取樣量后重新測(cè)定。
7、測(cè)定用樣品應(yīng)干燥,否則應(yīng)在研細(xì)后置紅外燈下烘幾分鐘使干燥。試樣研好并具在模具中裝好后,應(yīng)與真空泵相連后抽真空至少2分鐘,以使試樣中的水分進(jìn)一步被抽走,然后再加壓到0.8~1GPa(8~10T/cm2)后維持2~5min。不抽真空將影響片子的透明度。
8、壓片時(shí)KBr的取用量一般為200mg左右(也是憑經(jīng)驗(yàn)),應(yīng)根據(jù)制片后的片子厚度來(lái)控制KBr的量,一般片子厚度應(yīng)在0.5mm以下,厚度大于0.5mm時(shí),??稍诠庾V上觀察到干涉條紋,對(duì)供試品光譜產(chǎn)生干擾。
9、壓片時(shí),應(yīng)先取供試品研細(xì)后再加入KBr再次研細(xì)研勻,這樣比較容易混勻。研磨所用的應(yīng)為瑪瑙研缽,因玻璃研缽內(nèi)表面比較粗糙,易粘附樣品。研磨時(shí)應(yīng)按同一方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)均勻用力,如不按同一方向研磨,有可能在研磨過(guò)程中使供試品產(chǎn)生轉(zhuǎn)晶,從而影響測(cè)定結(jié)果。研磨力度不用太大,研磨到試樣中不再有肉眼可見(jiàn)的小粒子即可。試樣研好后,應(yīng)通過(guò)一小的漏斗倒入到壓片模具中(因模具口較小,直接倒入較難),并盡量把試樣鋪均勻,否則壓片后試樣少的地方的透明度要比試樣多的地方的低,并因此對(duì)測(cè)定產(chǎn)生影響。另外,如壓好的片子上出現(xiàn)不透明的小白點(diǎn),則說(shuō)明研好的試樣中有未研細(xì)的小粒子,應(yīng)重新壓片。
10、壓片用模具用后應(yīng)立即把各部分擦干凈,必要時(shí)用水清洗干凈并擦干,置干燥器中保存,以免銹蝕。
等離子體原子發(fā)射光譜儀利用氬等離子體產(chǎn)生的高溫使用試樣完全分解形成激發(fā)態(tài)的原子和離子;
由于激發(fā)態(tài)的原子和離子不穩(wěn)定,外層電子會(huì)從激發(fā)態(tài)向低的能級(jí)躍遷,因此發(fā)射出特征的譜線。
通過(guò)光柵等分光后,利用檢測(cè)器檢測(cè)特定波長(zhǎng)的強(qiáng)度,光的強(qiáng)度與待測(cè)元素濃度成正比。
等離子體原子發(fā)射光譜儀主要特點(diǎn):
1)分析流程全自動(dòng)化控制,實(shí)現(xiàn)軟件點(diǎn)火、氣路智能控制功能;
2) 輸出功率自動(dòng)匹配調(diào)諧,功率參數(shù)程序設(shè)定;
3) 優(yōu)良的光學(xué)系統(tǒng),先進(jìn)的控制系統(tǒng),保證峰位定位準(zhǔn)確,信背比優(yōu)良;
4)極小的基體效應(yīng),具有較高的譜線分辨率 能分出Hg313.154和313.183nm雙線譜線 能分出鐵的四重峰
5)測(cè)量范圍寬, 超微量到常量的分析,動(dòng)態(tài)線性范圍5—6個(gè)數(shù)量級(jí);
6)Rf輸出功率的范圍750-1500W,輸出功率穩(wěn)定性小于0.1%,檢出限低,大多數(shù)元素的檢出限可達(dá)ppb級(jí);
7)光電倍增管的負(fù)高壓可在0-1000v范圍內(nèi)獨(dú)立可調(diào),可根據(jù)不同元素的不同譜線單獨(dú)設(shè)置條件,和全譜儀器比較有更好的檢出限。
8)良好的測(cè)量精度,穩(wěn)定性相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD≤1.5%,優(yōu)于A級(jí)標(biāo)準(zhǔn);
9)功能強(qiáng)大、友好的人機(jī)界面分析軟件,可在測(cè)定過(guò)程中,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,方法編制和結(jié)果分析,是真正的多任務(wù)工作軟件;
該軟件數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)大,提供了多種方法,如內(nèi)標(biāo)校正、IECS和QC監(jiān)測(cè)功能等,可獲得較佳的背景扣除點(diǎn)以消除干擾;
對(duì)輸出數(shù)據(jù)可直接打印或自動(dòng)生成Excel格式的結(jié)果報(bào)告,終身免費(fèi)升級(jí).
10)使用鈸銅彈片和特殊處理的屏蔽玻璃,在吸收紫外線同時(shí)使儀器輻射小于2V/m。
采用高屏蔽和良好接地保證操作者的安全。