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元素分析技术在钛及钛合金分析中的应用

 发布时间:2021-07-16 点击量:168
  稀有金属钛在自然界中的存在分散且难于提取,因此关于钛的分析和检测技术成为近年来的研究热点.稀有金属钛作为材料而言,具有可塑性,并且高纯钛的延伸率可达50%~60%,断面收缩率可达70%~80%,但收缩强度低(即收缩时产生的力度)。
 
  另外,由于钛中杂质的存在,对其机械性能影响极大,一方面可能会大大提高钛的强度,另一方面,由于杂质的存在又会显著降低其塑性,钛作为结构材料所具有的良好机械性能,是通过严格控制其中适当的杂质含量和添加合金元素而达到的。
 
  近年来,钛及钛合金中杂质元素的检测越来越受到研究人员的广泛关注.特别是应用仪器分析技术,通过探头或传感器、放大器、分析转化器等转变成人可直接感受的已认识的关于物质成分、含量、分布或结构等信息的分析方法,已成为金属及合金材料的重要检测技术。
 
  原子光谱仪器在钛及钛合金分析中的应用
 
  原子发射光谱方法是将欲分析的物质置于电极上并用光源(如电弧或火花等)激发发光,然后经分光装置分离成线光谱,最后用照相或光电方法记录下来的一种光学分析方法。例如,王晓旋等采用火花放电原子发射光谱法测定钛及钛合金中碳、铁、铝和钒的含量。通过对钛合金样品的表面处理方式、氩气流量和压力、类型标准化等参数的摸索,确立了一套系统的分析方法。结果表明,4种元素测定的相对标准偏差在0.40%~6.8%间,测定结果和化学湿法分析结果相比基本一致,比较适合批量检测。
 
  气体元素分析仪器测定钛及钛合金应用
 
  气体元素分析主要是气体分析专用仪器,如氧分析仪、氮氢氧分析仪、碳硫分析仪。氧含量的测定主要是惰气熔融-红外吸收法,氮含量的测定主要是脉冲惰气熔融-热导法,氢含量的测定主要是惰气熔融-红外吸收法或热导法,碳硫含量的测定主要是高频燃烧红外吸收法。例如,王宽等对惰气熔融-红外吸收法测定钛钼合金中氧含量的分析方法进行了研究。其最佳分析条件为:称取0.06g样品于0.85g镍篮中,投入石墨坩埚中进行测定,控制分析功率为5.0kW,分析时间为40s,使用钛标样501-657建立校准曲线,得到回归方程为y=1.33688x。利用3倍空白标准偏差计算得到氧的检出限为0.00022%。采用该方法测定了2个钛钼合金样品中氧的含量,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)分别为2.0%和3.3%。该方法加标回收率在95%-103%之间.
 
  随着科学技术的不断发展,现代社会对于合金材料的质量要求变得越来越高,而要想保证合金材料的材质能够符合要求,则必须要控制好合金材料中各元素的含量,因此,对于合金材料中化学元素分析方法的研究是非常具有现实意义的。通过对钛及其合金的仪器分析法发现,钛及钛合金化学成分的定性或定量检测可以通过大规模使用仪器分析去实现,并且具有简便快速,精准度高、重复性好的优点,特别对于微量、痕量成分的分析,有利于大大提高工作效率。
 
  值得注意的是,合金材料中化学元素的分析方法多种多样,每种方法也都有着不同的使用范围、优势特点以及局限性,因此,在实际分析时,必需结合实际情况进行具体选择,以达到快速、准确地测定钛及钛合金化学成分含量的目的。

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