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金屬及其復合材料的開發研制與應用,常常要求有效地控制及準確地測定其中的碳硫含量。金屬材料中碳主要以游離碳,固溶碳和化合碳等形式存在,還有氣態碳和表面保護的滲碳及涂敷的有機碳等。
基于紅外吸收法發展出的燃燒紅外吸收法是屬于碳(和硫)定量分析專用方法。
其原理是將試樣在氧氣流中燃燒,生成CO2,在一定壓力下,CO2吸收紅外線的能量與其濃度成正比,因此測出CO2氣體流經紅外吸收器前后的能量變化,則可計算出含碳量。
該法優點是定量準確,干擾項較少。適合對碳含量準確度有較高要求,且生產中有足夠時間進行檢測的用戶。
元素在受到熱或電激發時,會由基態躍遷到激發態,而激發態會自發地返回到基態。在由激發態返回到基態的過程中,會釋放每種元素的特征譜線,根據特征譜線的強度可以測定出其含量。
在冶金行業,由于生產的急迫性,需要在很短的時間內分析出爐水內所有主要元素的含量,而不僅僅是碳含量。火花直讀發射光譜儀由于能夠快速得到穩定的結果,所以成為該行業的首選。但該法對于樣品制備有特定要求。
火花光譜法分析碳素鋼線狀樣品時,須嚴格加工處理好樣品并使用小樣品分析夾具將樣品“直立”或“平躺”放在火花臺上進行分析,以提高分析的精密度。
② 燃燒放出的二氧化碳氣體被乙醇-乙醇胺溶液吸收,二氧化碳與乙醇胺反應生成比較穩定的2-羥基乙基胺羧酸。
火焰原子化檢測器與氣相色譜聯用,將樣品在氫氣中加熱,然后使用火焰原子化檢測器-氣相色譜法檢測放出的氣體(如CH4和CO)。有用戶使用該法測試高純鐵中微量的碳,含量為4μg/g,分析時間為50min。
在精煉鋼時,常要實時控制真空爐內熔融鋼中的碳含量,有冶金行業的學者介紹過利用廢氣的信息估計碳濃度的實例:利用真空脫碳過程中真空容器中氧氣的消耗量、濃度和氧氣、氬氣的流速估計了熔融鋼中碳的含量。。
還有用戶研制出快速測定熔融鋼中痕量碳的方法和相關儀器裝置:把載氣鼓入熔融鋼中,從載氣中已被氧化的碳來估計熔融鋼中碳的含量。
類似的在線分析方法適用于煉鋼生產過程中的質量管理與性能控制。

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