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金属材料化学成分分析方法的初步认知和趋势研究

发布时间:2020-04-29   作者:丰东热技术   已阅读:
        随着时代不断进步,科学技术不断发展,在各个领域当中,金属材料得到了广泛地应用,包括汽车制造和航空航天、计算机硬件和机械制造等领域。由于金属材料有非常大的优势,因此其在使用领域当中的地位不可忽视。
1金属材料化学成分分析的重大意义
        在金属材料的各个使用领域当中有这样一句话,用途取决于性能,而金属材料的化学成分又决定着金属材料性能,化学成分不同,结构不同的金属材料,也会呈现出不同的特性和形态,所以十分有必要研究金属材料。
        第一,通过研究和分析金属材料的化学成分,我们能够知道金属材料的成因和性能,并能够通过性能和成因,将规律总结出来。在显微组织中,一般有五大要素会影响金属材料性能,包括相对分布和数量、形状和大小以及晶粒类型等要素。由于原子之间和晶体结构以及原子机构有一定差异性存在,所以会对相对的晶粒结构产生影响,正因此,在性能方面,金属材料有较大的差异。
        第二,通过充分了解金属材料的化学成分,更能确定金属材料性能以及其加工要求,从而将一种最为科学的加工金属材料方案总结出来,而这种加工方案,不仅能够使金属材料性能得以保障,同时更利于金属材料制造。
        第三,研究金属材料的化学成分,能够决定金属材料加工后的热处理工艺。完成金属材料加工后所实行的工序就是热处理,热处理工艺不仅能使金属材料性能得以完善,还能将加工金属材料时所出现的组织缺陷消除。但是不管是热处理的方式还是处理当中的技术参数,都取决于金属材料所含的化学成分,所以可以说,对热处理来讲,分析金属材料的化学成分有非常重大的意义。
        最后,怎样对金属材料进行合理和经济以及安全的使用,将其优良性能充分发挥出来,也是对金属材料的化学成分进行分析的重要目的。
2以往分析金属材料化学成分的方法
        在人类的逐步发展当中,金属材料起到的应用价值不可忽视,以下分析了几种传统的金属材料分析方法。
2.1分光光度法
        在金属材料的分析方法当中,得以广泛应用到的一种方法就是分光光度法,应用分光光度法的理论依据就是Lam-bert-Beer。从实质上来讲,通过对不同金属元素进行利用,分析波长光线不同的吸收特性的一种方法就是分光光度分析法。一般情况下,会在金属离子的溶液中投射波长不同的光线,由于在一定的波长中,金属成分不同,因此其并没有相同的吸光能力和发光能力。而分光光度法就是对这一特性进行利用,从而分析不同的金属材料。由于使用到的是不同的光线种类,因此可对分光光度法的种类进行划分,将其划分为红外灯和可见光以及紫外等种类,虽然这些方法有不同的种类,但是都需要在含有金属离子的溶液里,投射对应使用的光,从而得到金属被测材料的光谱曲线。
2.2滴定分析方法
        以往,还有一种分析金属成分的化学方法,那就是滴定分析法。这种分析方法非常快捷方便,在实际应用当中,容量分析法是其的别称。这种分析方法就是按照待测物质的化学特性,将某--种溶液当作标准溶液,利用滴定方式,使标准溶液同被检物质发生反应,然后按照标准溶液的浓度和消耗体积待测物质含量计算出来的一种方法就是滴定分析方法。实践证明,通过对滴定分析法进行利用,其所得到的结果同理论值基本保持一致。
2.3X射线荧光光谱法
       由于吸收特定频率的辐射之后,气态金属原子叮以被激发到一种高能状态,而这也是应用X射线荧光光谱法所遵照的理论依据。通过这一种特性,X射线。荧光光谱法能够对元素不同的谱线强度进行分析,然后分析所测定的谱线强度,从而获得定性或定量的被测元素的分析结果。
2.4原子光谱分析法
        在以往的金属材料分析方法当中,原子光谱分析法占据着非常重要的地位。一般情况下,会对原子光谱分析法进行划分,将其分为原子吸收光谱法以及原子发射光谱法。这种方法是通过对元素不同的原子和离子进行利用,并让其处于电极法以及热激发的状况下,由于这些原子和离子能够将符合自身特性的电磁辐射发射出来,因此,可以依照所发射出来的电磁辐射来定量或者定性地分析这一元素。从某种角度来讲,在光谱学科的分支当中,非常古老且陈旧的一支学科就是原子发射光谱法。由于这种方法有着消耗样品少、快速的分析速度以及很强的选择性以及同时测量等特点。所以,在很多批次、很多组分的测量当中,会用到这种原子发射光谱法。但值得注意的是,这种原子发射光谱法的准确率较低,再加上许多的非金属原子的光谱线并不灵敏,所以在分析金属元素的时候,才可用到这种分析方法。而定量或者定性分析共振辐射性的吸收强度就是应用原子吸收光谱法的理论,一般情况下,会在特定气态原子吸收光谱时,用到原子吸收光谱法。广范围内也能分析、选择性较大、抗于扰能力较强精度较高就是原子吸收光谱分析法的最大优势,但是这种分析方法不能够在同时分析多种元素。
2.5电分析法
        由于金属材料和金属材料电性质的含量和组成有一定的关联性,而电分析法就是对这一特性进行利用,从而对金属材料当中化学成分进行分析。但由于电分析法没有一定的准确度,且要受到外界很大的干扰,所以基本上不会对这种方法进行使用。
3新的金属材料成分的分析方法
        科技不断在进步,因此市面上也出现了较多的新型金属材料,以往分析金属材料的方法已经不能对新材料成分进行分析。其中,分析成分的难点即结构钢中氢和铜合金、铝合金和钛合金的分析,为了对这些新型的材料进行分析,当前已经出现了几种分析方法,而要想提高这一些分析技术,就要从这几方面着手,研究新材料的分析技术、研究添加元素的分析技术、研制以及应用标准物质等方面。
3.1离子体质谱法
        可以说,这种元素分析方法非常灵敏,一般在定量检测微量元素的时候,会对这种分析方法进行采用,而在检测贵金属和稀有金属、稀土金属和难溶金属等金属材料时其应用间质非常独特。
3.2微量和痕量元素的分析方法
        当前,在国外已经对FI—ICP—MS联用技术、LA一ICP—MS联用技术进行了广泛使用,其主要用于分析高温合金当中的痕量元素。虽然1CP一MS这种大型的分析仪器有很高的灵敏性,但是其价格也很高。当前,只会在生物样品以及环境样品的成分分析当中应用这种技术。NiAl、TAl也是新型材料,虽然很多领域对其进行了应用,但当前还没有对其成分进行分析的技术。
3.3石墨炉原子吸收法
        这种方法的应用原理是,将石墨当作一种原子化器。然后通过对其加热,实现原子吸收,这种石墨炉原子吸收法有很高的分析灵敏度,所以在很多的领域当中得以广泛地应用。
3.4离子体原子发射光谱法
        这种方法在很广的范围当中得以应用,不仅灵敏性很高,而且测量技术较为完善。这种方法的应用原理是通过对同位素受到一定刺激,从而激发电子跃迁的强度曲线进行记录,从而对其进行测量。可以说,这种原子发射光谱法有非常大的应用价值。
4发展趋势
        在新的时代背景下,只有全新的分析方法才能使人们对于科研的需求得以满足,而新的检测仪器的出现和应用,更利于协调和配合新方法掌握金属材料的缺陷和结构以及成分等情况。因此可以说,在今后的发展中,分析方法会有越来越简洁的操作方法和手段,以及越来越准确的测量结果,其必然会往健康和高效以及准确的方向不断发展。
5结束语
        总而言之,要想将金属材料性能提高,就要分析金属材料当中的化学成分。通过以上论述可知,通过分析金属材料的化学成分,我们不仅能够将金属材料特性掌握好,同时,还能更好地发挥出金属材料的优势和性能。所以,要顺应时代的发展趋势,对分析方法进行完善,使其具备高效性和创新性,只有这样才能够让金属材料创造出更大的价值。


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