冶金分析
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创刊时间：1981年
刊期：月刊
主办单位：
  中国钢研科技集团有限公司
  中国金属学会
国际标准刊号
  ISSN 1000-7571
国内刊号
  CN11-2030/TF
国内邮发代号
  82-157
单价： 50.00元/册
美国《化学文摘（网络版）》
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2023年 43卷 5期
刊出日期 2023-05-28

1 基于微束X 射线荧光光谱的B10铜镍合金成分定量统计分布分析
褚梦婕, 孙宇晗, 李冬玲, 董彩常, 沈学静, 王海舟
B10铜镍合金具有良好的耐流动海水腐蚀性能,主要应用于船舶海水管路系统。其主要合金元素为Cu和Ni,同时含有少量Fe、Mn等元素,这些元素的含量及其分布对合金的耐蚀性能具有重要影响。为了提升铜镍合金的性能,有必要对其中的合金元素进行定量分布表征。目前铜镍合金的元素分析主要采用化学法获得合金元素的平均含量,尚未见大尺寸范围内成分分布定量表征的研究报道。实验在前期研究工作的基础上,发展了铜镍合金的微束X射线荧光光谱原位统计分布分析技术,首次实现了对φ310 mm大尺寸铜镍合金铸锭的跨尺度高通量原位分布表征,并研究了铜镍合金工艺全流程中元素分布的演变规律,以期为铜镍合金生产工艺的改进提供参考和数据支撑。经研究发现,大尺寸合金铸锭中Fe、Mn和Ni在铸锭心部以及r/4(r为铸锭的半径)处均呈现一定程度的环状偏析,铸锭边缘成分分布较为均匀,且从中心到边缘3种元素的统计偏析度明显降低;Mn元素在圆心处含量最低,边缘最高,Fe和Ni在铸锭圆心处含量最高,边缘含量最低。从二维分布图可以看出管坯的Ni和Fe元素的二维分布图有明显的带状偏析分布,而管材的3种元素分布都较为均匀。证明经过一系列挤压轧制退火工艺后,所得到的φ30 mm管材元素的成分分布均匀性得到了很大改善,管材元素微区统计偏析度均小于1.5%。
2023 Vol. 43 (5): 1-9 [摘要] ( 浏览数: 2 ) [HTML 1KB] [PDF 5705KB] ( 下载数: 234 )
10 X射线荧光光谱法测定变形铝合金中合金元素的影响因素探讨
张祥, 陆晓明, 张毅
X射线荧光光谱法(XRF)是一种近样品表面分析方法,采用XRF分析变形铝合金中合金元素时,需考虑样品表面状态以及合金元素在基体中的分布对测定造成的影响,具体表现在砂带研磨次数引起的样品表面状态变化、不同牌号变形铝合金金相组织(析出相)差异以及热处理工艺不同对测定造成的影响。为此,实验以2xxx、5xxx、6xxx、7xxx变形铝合金为研究对象,详细讨论了砂带研磨次数、析出相类型及热处理工艺对合金元素测定的影响,得出了以下结论:(1)样品采用120目氧化锆砂带抛光,但随着砂带研磨次数的增加,样品表面状态会发生变化,受合金元素测量无限厚度和样品表面阴影效应的影响,轻元素Mg和Si受样品表面状态影响较大,测定值随砂带研磨次数逐渐升高并趋于稳定,而中重元素Cr、Fe、Ti、Mn、Cu、Zn测定值基本不受影响,为此砂带在使用前需钝化至稳定状态。(2)对4个牌号共20块变形铝合金标准样品进行测定并绘制校准曲线,发现轻元素Mg和Si校准曲线线性关系不够理想,而中重元素Cr、Fe、Ti、Mn、Cu、Zn的线性关系良好,这可能是因为合金元素形成的析出相类型以及采样体积不同所导致的,建议测量轻元素时,按照变形铝合金的牌号进行分类,以消除析出相类型不同造成的影响。(3)轻元素的测定受析出相尺寸影响较大,而热处理工艺控制着析出相的尺寸大小,退火态下析出相尺寸大于淬火态和淬火时效态。受析出相吸收效应的影响,退火态下,7xxx系铝合金中Mg的测定结果小于淬火态和淬火时效态;Si因含量较低,在此不讨论对其影响;中重元素Zn、Cu、Cr、Fe、Mn、Ti测定值基本不受影响。
2023 Vol. 43 (5): 10-16 [摘要] ( 浏览数: 1 ) [HTML 1KB] [PDF 1130KB] ( 下载数: 257 )
17 微波消解-高分辨电感耦合等离子体质谱法测定铁矿石中34种痕量元素
干兆祥, 闵红, 秦晔琼, 刘曙, 张琳萍
铁矿石中痕量元素的含量具有产地特征,准确测定其含量对揭示铁矿石产地信息具有重要意义。采用6 mL HNO3、1 mL HF、2 mL HCl微波消解铁矿石样品,经150 ℃赶酸,2%HNO3复溶,以103Rh为内标,选择高分辨模式测定Tb、Dy、Er、Tm、Lu,中分辨模式测定Zn、Gd,低分辨模式测定其余元素,建立微波消解-高分辨电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定铁矿石中包含稀土元素在内的34种痕量元素(Be、Cr、Mn、Co、Y、Nb、Mo、Cs、Sb、Ba、Nd、Sm、Ta、Pb、Bi、Th、U、V、Zn、Rb、Sr、Sn、La、Ce、Pr、Eu、Tb、Gd、Dy、Ho、Tm、Yb、Lu)的分析方法。在优化的实验条件下,目标元素校准曲线线性相关系数均在0.999 7以上,检出限在0.001 8～0.3 mg/kg之间。选择铁矿石标准样品进行方法学验证,各元素回收率在90%～109%之间,实验室内变异系数在0.6%～6.9%之间。选取澳大利亚、巴西、南非3个国家铁精粉样品进行检测,铁精粉样品实验室内变异系数范围为0.31%～11.2%,表明方法稳定可靠。分析了不同产地铁精粉痕量元素的差异,可为利用痕量元素差异鉴别不同产地铁矿石提供数据支撑。
2023 Vol. 43 (5): 17-26 [摘要] ( 浏览数: 2 ) [HTML 1KB] [PDF 2484KB] ( 下载数: 138 )
27 辉光放电原子发射光谱法测定不锈钢中宽范围含量钴
胡维铸, 王亚朋, 牟英华, 唐语, 王伟
钴元素含量及其变化直接影响不锈钢材料性能,准确测定不锈钢中钴成分并对其严格控制对保证和提高不锈钢材料性能具有重要意义。通过优化仪器参数,用7块不同钴含量的不锈钢标准物质绘制校准曲线,建立了辉光放电原子发射光谱法(GD-OES)测定不锈钢中宽范围含量钴的方法。考察了仪器参数对钴测定的影响,优化后仪器参数为激发电流45 mA、激发电压1 100 V、预燃时间75 s、积分时间10 s。实验表明,钴在质量分数为0.008%~1.55%范围内与其对应的光谱强度呈良好的线性关系,线性相关系数为0.990 5。方法检出限为1.2 μg/g,定量限为4.0 μg/g。将实验方法应用于不锈钢标准样品和实际样品中钴含量的测定。结果表明:对于标准样品,测定值与标准值基本一致,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)为0.71%~1.2%;对于实际样品,钴测定值为1.48%、0.62%、0.128%,与GB/T 223.65—2012中的火焰原子吸收光谱法及GB/T 223.22—1994中的亚硝基R盐光度法基本一致,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=9)为1.1%~1.6%。
2023 Vol. 43 (5): 27-31 [摘要] ( 浏览数: 1 ) [HTML 1KB] [PDF 1428KB] ( 下载数: 219 )
32 高频燃烧红外吸收法在无机固体材料碳/硫分析标准中的应用
曾磊, 陈倩倩, 刘攀, 李斌, 张毅, 张欣耀
碳/硫元素是无机固体材料中备受关注的常规分析项目。高频燃烧红外吸收法具有快速、准确的优点,被推荐为多种无机固体材料碳/硫分析的标准方法。基于近150项国家标准、行业标准及地方标准、团体标准,评述了高频燃烧红外吸收法在钢铁和镍合金、铁合金和冶金添加剂、有色金属及合金、地质样品和金属矿石、稀土金属和核材料及其他无机非金属材料等无机固体材料碳/硫分析标准中的应用现状,列出了上述标准的适用对象、测定范围与试料量、助熔剂加入量及顺序等主要技术参数,介绍了上述标准的采标情况和发展路线,并提出了精简整合建议,展望了该方法在新材料碳/硫分析中的应用前景和发展方向,建议进一步加强标准的整合修订和更新以及标准样品的研发工作,使无机固体材料碳/硫含量标准分析方法体系更加完善。
2023 Vol. 43 (5): 32-45 [摘要] ( 浏览数: 1 ) [HTML 1KB] [PDF 881KB] ( 下载数: 136 )
46 火花放电原子发射光谱法测定铁铬铝不锈钢中高含量铝
张爽, 张文诚, 张征宇
铁铬铝不锈钢是非常重要的电热合金材料,铝含量的精准控制对提高其性能有重要的影响。用国际标准样品结合自制的太钢铁铬铝不锈钢控制样品绘制校准曲线,选择Al 308.22 nm为分析谱线,建立了火花放电原子发射光谱法测定铁铬铝不锈钢中高含量铝(Al质量分数在0.46%~6.12%之间)的方法。选择除了Al之外其他元素含量都比较接近的普通不锈钢样品与铁铬铝不锈钢样品作为对照组,进行金相观察。结果表明,普通不锈钢样品的晶粒尺寸较小,而铁铬铝不锈钢样品的晶粒明显细化,且边界轮廓致密、清晰,说明铁铬铝不锈钢样品的表面较为致密,这可能是铁铬铝不锈钢样品激发强度受其表面影响更大、测定结果波动较大的原因。重点考察了预燃时间对测定的影响,结果表明,Al的激发强度在预燃时间为8～11 s范围内相对稳定,最终选择预燃时间为11 s。取3块Al含量不同的铁铬铝不锈钢样品,按照实验方法进行10次平行分析,同时采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行方法对照试验,结果表明,两种方法测定结果具有良好的一致性,实验方法测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.53%~0.98%。
2023 Vol. 43 (5): 46-51 [摘要] ( 浏览数: 1 ) [HTML 1KB] [PDF 2983KB] ( 下载数: 74 )
52 X射线荧光光谱在钒钛磁铁矿分析中应用文献评介
李松, 李小莉, 王毅民, 邓赛文
当今X射线荧光光谱(XRF)已成为钒钛磁铁矿分析最重要的方法之一。作者收集了1993—2022年我国X射线荧光光谱技术分析钒钛磁铁矿(包括钛矿石、钒矿石、钛铁矿等)的期刊文献共计32篇,其中23篇采用熔融制样方法,9篇采用粉末压片制样方法。文章介绍了我国钒钛磁铁矿分析概况,对31篇期刊文献用列表方式简介了方法要点,对其中较典型、有代表性的文献按制样方法进行了重点评介,最后讨论了X射线荧光光谱分析地质材料时的制样方法选取、样品粒度影响和钒钛磁铁矿石的X射线荧光光谱分析方法的未来发展等问题。全篇引文44篇。
2023 Vol. 43 (5): 52-60 [摘要] ( 浏览数: 2 ) [HTML 1KB] [PDF 904KB] ( 下载数: 128 )
61 非集成电子器件废旧电路板制样对铜含量检测结果的影响
朱明伟, 李翔, 刘宇
研究了非集成电子器件废旧电路板制样流程对铜含量检测结果精密度和正确度的影响,试验采用二元成对测定及单个测定的方法对样品中铜含量检测结果精密度进行分析,提出粗破、细破、缩分、预干燥、研磨的优化后的制样流程。试验结果表明影响非集成电子器件废旧电路板制样精密度的因素主要是0.15 mm(100目)的过筛率,采用双辊刀盘式剪切破碎机粗破与锤片式粉碎机细破结合的两级破碎方式破碎制样效果最佳。通过提高振动式圆盘磨样机的转速至1 200 r/min,延长研磨时间至180 s和研磨前对样品进行预干燥,能有效降低非集成电子器件废旧电路板研磨过筛后的“软团聚”现象,提高100目过筛率至98%,从而提高制样精密度。优化后的制样流程具有较好精密度和正确度,能够满足非集成电子器件废旧电路板中铜含量检测的需要。
2023 Vol. 43 (5): 61-66 [摘要] ( 浏览数: 2 ) [HTML 1KB] [PDF 2920KB] ( 下载数: 112 )
67 水质余氯分析标准样品的研制
马小爽, 高国伟, 程洁, 刘涛, 孙自杰, 邢小茹
含氯消毒剂广泛应用于市政供水、污水的消毒,水中过高或过低的余氯含量均可带来健康风险,余氯也被列为水质监测的重要指标之一。为满足水质监测对余氯标准样品的需求,在对不同水质余氯标准分析方法进行比较的基础上,选择以高锰酸盐为基准试剂,研制水质余氯标准样品。结果表明,研制的水质余氯标准样品均匀性良好,避光条件下可稳定保存24个月,多家协作定值结果可靠,两种余氯标准样品的质量浓度及扩展不确定度分别为(0.289±0.014) mg/L和(4.03±0.22) mg/L,可以满足使用要求。
2023 Vol. 43 (5): 67-73 [摘要] ( 浏览数: 3 ) [HTML 1KB] [PDF 798KB] ( 下载数: 106 )
74 氢化物发生-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定土壤中汞和砷
王记鲁, 郝苗青, 李静, 王鑫, 刘跃
汞和砷是土壤环境质量监测中的管控元素,由于两者含量差异较大,使用氢化物发生-原子荧光光谱法难以同时准确测定,而使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定砷、汞时有灵敏度偏低的问题。试验探讨了自制简易氢化物发生装置与电感耦合等离子体原子发射光谱仪联用同时测定土壤中汞和砷。使用王水(1+1)消解样品,保持样品溶液的酸度为15%,还原剂为15 g/L硼氢化钾溶液;设置ICP-AES最佳工作条件为入射功率1 450 W、蠕动泵转速1.7 mL/min、等离子体气流量16 L/min、雾化气流量0.45 L/min。方法中汞和砷的线性范围分别为0.50~10.0 μg/L和5.00~100 μg/L,线性相关系数均为0.999 8,检出限分别为0.016 μg/g和0.12 μg/g,定量限分别为0.064 μg/g和0.48 μg/g。按照实验方法测定土壤标准物质和实际土壤样品中汞和砷,土壤标准物质的测定值与认定值相一致;实际样品测定结果的相对标准偏差(RSD, n=6)为3.1%~4.8%。同时采用实验方法和原子荧光光谱法对实际土壤样品中汞和砷进行测定,并通过t检验法检验显示两种方法测定结果无显著性差异。表明方法适合土壤中汞和砷的同时测定。
2023 Vol. 43 (5): 74-78 [摘要] ( 浏览数: 3 ) [HTML 1KB] [PDF 1070KB] ( 下载数: 112 )
79 碱熔离心分离-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定富锆矿石中铀锆铪铁锰钛
杨珍, 贺攀红, 马琳, 梁亚丽, 杜娟, 阿丽莉
富锆矿石中高场强的锆、钛、铪含量偏高,又易水解,传统的酸溶前处理不能分解完全,给定量分析带来很大的困难。选择刚玉坩埚,以过氧化钠为熔剂,于700 ℃熔融样品14 min,热水提取、离心分离制备成样品溶液,采用铼为内标元素改善高含量锆、钠、铁、硅的基体效应,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定富锆矿石中铀、锆、铪、铁、锰、钛。在各组分校准曲线线性范围内,线性相关系数在0.999 3～0.999 9;方法检出限为0.35~18.4 μg/g。锆石类标准物质测定值与认定值基本吻合。按照实验方法测定锆石标准物质中铀、锆、铪、铁、锰、钛,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.13%~3.7%;实际样品加标回收率为94.1%~103.6%。
2023 Vol. 43 (5): 79-85 [摘要] ( 浏览数: 1 ) [HTML 1KB] [PDF 2087KB] ( 下载数: 124 )
86 微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定钛及钛合金中19种元素
王勇, 李子敬, 刘林, 邵国庆, 施宗友
钛及钛合金产品标准中要求检测19种元素的含量,但是目前国内的相关标准方法中,一次只能检测一个或几个元素。试验采用HCl-HF-HNO3-HClO4酸溶体系并使用微波消解法处理样品,采用基体匹配法消除基体效应的影响,结合多谱拟合(MSF)校正技术解决部分元素的光谱干扰。使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钛及钛合金中Fe、Si、Mn、Mo、B、Al、Sn、Cr、V、Zr、Mg、Nb、Pd、Ni、Ta、W、Ru、Cu、Nd,从而建立了ICP-AES同时测定钛及钛合金中19种元素的分析方法。在各元素线性范围内,校准曲线线性相关系数均在0.998以上;方法中各元素定量限为0.001%~0.005%。实验方法用于测定钛合金样品中19种元素,结果的相对标准偏差(RSD,n＝7)均小于5.0%,加标回收率在95%～102%之间。
2023 Vol. 43 (5): 86-94 [摘要] ( 浏览数: 2 ) [HTML 1KB] [PDF 1176KB] ( 下载数: 164 )
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