2021年, 第41卷, 第12期　刊出日期：2021-12-28

  

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  冶金分析表征支撑冶金与材料工程科技高质量发展

  王海舟

  冶金分析. 2021, 41(12): 1-3.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011714

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  40年来《冶金分析》聚焦冶金与材料工程的科学技术进步,刊载论文展现了问题导向性、技术引领性、对象多样性、内涵丰富性、学科交融性、论文可参考性等鲜明特色,已成为冶金分析领域最具影响力的专业学术刊物,有力地支撑了冶金与材料工程科技的高质量发展。
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  大尺寸金属构件原位分析仪器研制与应用

  贾云海, 袁良经, 于雷, 张翘楚, 盛亮, 张晓芬

  冶金分析. 2021, 41(12): 4-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011665

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  针对大尺寸金属构件没有直接测量其成分偏析及夹杂物的仪器,开展了高稳定高可靠激发光源、全谱段高分辨光学系统、大尺度工件表面加工定位扫描和光谱检测一体化、大尺度范围成分偏析度表征模型等系列关键技术研究,完成了世界首台双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪的研制,阐明了大尺寸金属构件成分偏析度表征模型和定量分析方法,获得了一整套双光源全自动大尺度金属构件成分偏析度分析仪的装调流程和调试工装,形成了完善的仪器产业化示范生产线。成功在高铁车轮/车轴、C91/P91核电及超超临界火电材料、航空发动机高温合金涡轮盘材料等质量评价中实现了应用。
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  X射线光谱分析技术发展新趋势与新方向

  罗立强, 沈亚婷, 吴晓军

  冶金分析. 2021, 41(12): 18-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011674

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  X射线光谱分析技术(X-ray spectrometry,XRS)的发展已历经100多年历程,其独有的无损、原位和微区分析特性与主成分准确定量分析能力,使其在自然探索、科学研究、技术进步和生产应用中,发挥了十分重要的作用。但XRS也面临灵敏度不足、轻元素分析困难、元素氧化态识别不易等困境和挑战。随着近年激发光源、探测手段、光学部件制备技术的发展和基本粒子物理学研究的深入,XRS技术在降低检出限、发展实验室型元素形态分析装置、进行轻元素μ子X射线发射光谱(μXES)分析等领域,呈现出了新的发展趋势,成为当前和未来一段时期内值得重视和关注的学科发展方向。
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  智能化技术在铁矿品质检验应用及其发展

  应海松, 李宇璐, 陈贺海, 王群威, 袁丽凤, 王晓娟, 谭曜

  冶金分析. 2021, 41(12): 27-38.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011644

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  随着人工智能在各个领域的日益普及,在冶金行业生产的各个环节,智能化技术应用也日益广泛和深入。近20年来,在铁矿品质控制方面,应用技术从数理统计开始到化学计量学,再发展到人工智能,相关从业专家一直努力向新技术要效率,不断将人工智能最新发展的技术应用于铁矿采矿、配矿、运输、质量验收、炉料准备及炼铁过程品控、自动化生产、在线检测等,使得铁矿品质控制紧跟现代科学技术潮流。文章介绍智能化技术的发展及其在我国铁矿品质检验的应用、发展和趋向。共引用论文65篇。
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  涂层材料激光剥蚀电感耦合等离子体质谱深度剖析进展

  胡圣虹, 张鼎文, 张丽萍, 靳兰兰, 郭伟

  冶金分析. 2021, 41(12): 39-49.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011596

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  不同组成和厚度的涂层材料能够满足使用均质材料不能满足的关键需求,因而受到了越来越多的关注,因此需要发展一种快速准确的深度剖析技术以对涂层材料的元素组成和分布情况进行表征。文章主要介绍了激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry,LA-ICP-MS)深度剖析技术,详细阐述了LA-ICP-MS深度剖析技术的基本原理、相较于其他分析技术的优势和深度分辨率的计算方法,总结了激光剥蚀参数、涂层材料厚度和剥蚀池的几何形状这3个方面对多层涂层材料深度剖析和深度分辨率的影响,介绍了LA-ICP-MS深度剖析技术在陶瓷涂层、金属镀层材料、玻璃和聚合物涂层分析中的应用实效。
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  影响辉光放电发射光谱分析准确性的因素探讨

  张毅, 何晓蕾, 缪乐德, 于永波

  冶金分析. 2021, 41(12): 50-57.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011582

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  基于辉光放电发射光谱分析定量原理讨论了影响其分析结果准确性的几个因素:深度剖析中,浓度的定量取决于经溅射率校正的校准曲线是否能够覆盖所有元素的浓度值,必要时需要拓展校准曲线;深度的定量准确性则依赖于加权平均法密度与实际密度间的一致性,相差较大时,可以通过软件或硬件进行修正;样品中存在有机物质时,辉光放电等离子体中的分子谱带对其他元素谱线强度形成干扰,导致分析结果中出现“伪峰”或定量分析结果出现较大偏差,需要根据样品的工艺实际对分析结果进行甄别;比较深度剖析与其他分析技术的定量结果,应考虑镀层均匀性和取样量差异的影响;成分分析的重复性和再现性能够满足金属固体样品快速分析的要求,最新国家标准中的精密度结果令人满意;元素痕量分析时,需要关注谱线发射强度是否大幅降低,长时间溅射低熔点金属或有机物样品少量物质沉积于透镜处是原因之一。
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  激光诱导击穿光谱在冶金在线分析中的应用研究进展

  孙兰香, 汪为, 张鹏, 辛勇, 齐立峰

  冶金分析. 2021, 41(12): 58-67.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011612

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  化学成分在线直接测量是冶金分析长久以来的追求,也被誉为冶金分析面临的三大难题之一。激光诱导击穿光谱技术因其在无需复杂样品制备、直接快速、非接触等方面展现的独有技术优势,备受研究上的关注。文章综述了激光诱导击穿光谱在选矿、熔融金属在线检测方面的研究进展,总结了当前存在的主要问题,并对未来发展进行了展望。
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  辉光放电发射光谱仪器和应用进展

  余卫华, 李杰, 郑凤, 周郑

  冶金分析. 2021, 41(12): 68-78.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011673

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  对辉光放电发射光谱的原理进行了介绍。描述了辉光放电发射光谱仪设备的进展,对其在成分分析和表面分析上的一些应用进行了展示。还介绍了辉光谱图深度分辨率模型。最后提出了辉光放电发射光谱以后发展需要解决的问题。
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  电感耦合等离子体质谱分析中金属元素的基体效应

  刘曙, 干兆祥, 闵红

  冶金分析. 2021, 41(12): 79-85.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1000-7571.011679

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  电感耦合等离子体质谱是目前痕量元素分析领域最重要的方法,基体效应制约了该技术在复杂基体样品中的应用。文章梳理了金属元素基体效应的产生机理,包括电离抑制、空间电荷效应和协同作用等,其中,协同作用能更好地解释在不同条件下的基体干扰,受到越来越多研究者的认同。讨论了碱金属、碱土金属、铁、铜基体下痕量元素检测面临的基体干扰情况,高浓度的金属元素基体可能会导致采样锥堵塞,造成信号的不规律损失,使分析精度变差,也可能抑制部分待测元素的信号,导致测定结果偏低。总结了基体效应常用消除或校正方法,包括仪器硬件优化、仪器测试参数优化、校准方法优化及化学分离等。文章可为金属元素基体中痕量元素的准确测定提供参考借鉴。