双腿间已经湿成一片,亚洲啪啪综合AV一区,厨房的春潮A片,日本一道久久高清国产

快捷下單入口關于合作招聘新人手冊會員中心

熱線：400-152-6858

測試狗科研服務

預存免費試測登錄

Document

當前位置：文庫百科 ? 文章詳情

你不知道的紅外硫碳分析儀小技巧：分析原理及應用介紹

來源：時間：2022-12-02 09:47:10 瀏覽：1485次

1.引言

硫和碳是自然界分布最廣的元素，對硫、碳含量的分析是進行冶金工藝和地質學研究必不可少的步驟。硫碳分析儀分為微機硫碳分析儀、智能數(shù)顯硫碳分析儀和紅外硫碳分析儀三大類，其中，紅外硫碳分析儀依據(jù)的是紅外吸收物理原理，具有操作簡便、誤差小、可綜合進行批量分析等優(yōu)勢，可精準測定鋼鐵和其他材料中硫碳兩元素質量分數(shù)的測定，在冶金、建筑、礦業(yè)、機械等領域都有廣泛應用。

2.分析原理

在紅外硫碳分析儀中，樣品中的硫碳元素在感應爐中煅燒后被氧化為二氧化硫和二氧化碳氣體，燃燒氣體經(jīng)過紅外感應池獲得紅外吸收光譜，通過對光譜進行分析獲得含量信息。

2.1 紅外共振吸收原理

在紅外硫碳分析儀的檢測過程中，核心部件是利用了紅外共振吸收原理進行定性和定量表征的紅外吸收池。

分子中的原子處于不斷振動的狀態(tài)，并因此產(chǎn)生分子振動和轉動能級，這部分振轉能級的能級能量差與紅外區(qū)的光波能量相對應。因此在紅外光的輻射下，分子能夠選擇性吸收特定波長的光子并發(fā)生振轉能級的躍遷，這就是紅外吸收現(xiàn)象。

產(chǎn)生紅外吸收的第一個條件是紅外光能量與分子振轉能級差相等，第二個條件是分子能夠產(chǎn)生紅外活性振動，即樣品分子偶極矩不為零，這樣才能夠保證紅外光的能量被分子吸收。

紅外檢測裝置的結構如圖1所示。紅外光源經(jīng)調(diào)制和濾光后產(chǎn)生具有單一波長的紅外光，檢測透過樣品的紅外光的強度，將分子吸收紅外光的情況以波長（λ）-吸光度（A）記錄下來，就得到反應樣品吸光強度與波長關系的紅外光譜。

由于不同的化學鍵或官能團的吸收頻率不同，在紅外光譜上能通過紅外吸收的位置分辨出分子中含有的化學鍵和官能團信息。依據(jù)朗伯-比爾定律，在紅外光譜上能通過吸光度的大小進行化學鍵與官能團的含量計算。

2.2 紅外硫碳分析儀的測量過程

紅外硫碳分析儀的測量原理如圖2所示。樣品在感應爐中的富氧氣氛中進行充分煅燒，硫和碳被充分氧化成二氧化硫、一氧化碳和二氧化碳的混合物。燃燒氣體通過灰塵過濾器和水分吸收器進行凈化后，通過紅外吸收池進行紅外探測?；旌蠚怏w首先在第一個紅外吸收池進行二氧化硫探測，隨后在第二個高溫爐中二次氧化，一氧化碳氣體在二次煅燒時被充分氧化為二氧化碳，同時二氧化硫被氧化為三氧化硫。三氧化硫被后續(xù)的處理裝置吸收，以免干擾二氧化碳的紅外含量探測，從而通過第二個紅外吸收池確定二氧化碳的含量。

二氧化硫的最大紅外吸收位置在7.35 μm，二氧化碳的最大吸收位置在4.26 μm。至此，通過多重紅外探測，我們已經(jīng)得出樣品被完全煅燒氧化后獲得的二氧化碳和二氧化硫氣體含量，經(jīng)過計算反演就可以得出樣品中的硫碳含量信息。

3.儀器結構

紅外硫碳分析儀的儀器結構簡單、操作便利：樣品在陶瓷坩堝中稱重并轉移到高溫煅燒爐中，然后將坩堝放置在高溫爐的基座上，高純氧氣在一定的壓力下經(jīng)過除塵和除濕后泵入爐中，隨后就開始升溫分析。紅外吸收池中的檢測裝置與外接顯示器（電腦）相連，儀器參數(shù)與測試結果自動傳輸?shù)叫畔⑾到y(tǒng)中。

3.1 基本結構

綜上所述，紅外硫碳分析儀主要由以下幾部分組成：紅外探測池、高溫爐、電子天平、氣體傳輸系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電腦。

（1）紅外探測池：即紅外探測器，包括紅外光源、反射鏡、調(diào)制盤、吸收池、濾光片和探測器，紅外探測器是決定整個分析儀器分析精度與檢出限的核心裝置。

紅外硫碳分析儀中的紅外探測器實際上是作用于二氧化硫和二氧化碳氣體樣品的，因此為了補償樣品稀釋效應，通常要求樣品池中的光程更長。使用懷特氏池（White’s）的儀器探測表現(xiàn)出檢出限可遠低于ppm級的卓越性能。由于紅外檢測裝置容易被氣體鹵素（如氟或氯）破壞，因此經(jīng)常同時搭配使用鹵素阱和金質IR路徑以提高化學耐久性。

（2）高溫爐：在富氧條件下對分析樣品進行燃燒，使樣品中的硫、碳成分轉化為二氧化硫和二氧化碳，從而與基體元素分離。要求高溫爐能夠實現(xiàn)精準控溫，內(nèi)部部件結構穩(wěn)定、不與樣品反應。

（3）電子天平：用于分析樣品質量，由陶瓷坩堝和電子傳感設備組成。

（4）氣體傳輸系統(tǒng)：是貫穿整個檢測系統(tǒng)的重要裝置，如圖4所示。由高壓純氧泵入段、氣體傳送段和氣體富集室組成。

（5）過濾系統(tǒng)：在進樣段有灰塵過濾裝置，作用是免除雜質引入帶來的誤差；在高壓純氧泵入端有CO2、水蒸氣過濾裝置，以保證送入高溫爐的氧氣氣體純正。

（6）電腦：與高溫爐、紅外探測器相連，起到控制與顯示結果的作用。

3.2 分類

紅外硫碳分析儀按照儀器采用的高溫爐類型，分為電弧紅外硫碳分析儀、管式紅外硫碳分析儀、高頻紅外硫碳分析儀。

電弧紅外硫碳分析儀使用電弧爐，裝置簡便、測量速度快；

管式紅外硫碳分析儀采用高溫管式燃燒爐，價格低廉、適用材料品種多、測量范圍寬；

高頻紅外分析儀指的是與高頻感應燃燒爐配套使用的紅外硫碳分析儀。高頻爐部分和紅外檢測部分實現(xiàn)了隔離，整機連線大多采用高頻屏蔽線，能夠有效減少高頻爐振蕩產(chǎn)生的電磁波對紅外信號的干擾，從而提高了整個儀器電路的可靠性。與電弧式和管式分析儀相比是更新型的儀器種類，檢出能力更強、結果重復性更好。它是最為廣泛使用的儀器種類。

4.儀器檢測能力比較

4.1 檢出限

紅外硫碳分析儀的檢出限即樣品中所能檢出的硫碳含量的最低值。對儀器進行檢出限測定的操作如下：取空白坩堝10個，分別手動輸入試樣重量2.0 g，加鐵屑0.4 g及鎢粒1.7 g，進行10次空白測量。隨后根據(jù)檢出限公式：

式中，R是極差，是10次獨立測定后的最大值和最小值之差，C為極差系數(shù)，詳細取值見表1。

4.2 準確度

儀器準確度是指在一定實驗條件下多次測定的平均值與真值相符合的程度，常以誤差來表示，在一定程度上反映了測量值的離散程度。了解儀器測量準確度的影響因素對指導儀器操作有著重要的參考意義。

（1）樣品稱樣量：樣品稱樣量影響分析結果落在儀器校正曲線上的區(qū)域不同，由于儀器線性范圍所限，這種矯正區(qū)域的差異在分析儀器上下限附近時的影響尤為突出。對于低含量樣品，當樣品稱重較大時，得到的結果偏高；對于高含量樣品，結果則偏低。

（2）助熔劑加入量：由于助熔劑的加入量不參與分析結果計算，因此助熔劑加入量在分析低含量樣品時的影響更為突出。因此在分析低含量樣品時，應盡量保證助熔劑加入量的一致。

（3）樣品、助熔劑的疊放次序：如鐵基樣品直接在氧氣下經(jīng)高頻感應而燃燒，由于反應劇烈，飛濺嚴重，容易造成燃燒室石英管的破損和陶瓷保護套的污染。因此需要將鎢粒疊加在樣品之上進行測量。

（4）坩堝：預處理溫度和時間對獲得空白數(shù)據(jù)有重要影響，一般在馬弗爐中1000 ℃烘燒4 h，以降低坩堝空白對分析結果穩(wěn)定性的影響。

（5）氣體：分析氣及載氣的干燥純凈是得到準確、穩(wěn)定分析結果的保障。因此載氣需要先通過灰塵過濾器以去除灰塵的積累影響，再通過堿石棉和高氯酸鎂以吸收氣體中的二氧化碳和水蒸氣。在升溫加熱之前，需要預通高純氧氣，以除去管式爐中殘余的二氧化硫和二氧化碳，當檢測曲線與空白氧氣線充分重疊時再開始升溫煅燒。

5.優(yōu)點與不足

優(yōu)點：

（1）紅外硫碳分析儀的精髓在于使用紅外吸收法這一物理原理測定氣體成分與含量，與采用重量法等化學原理法相比人為因素誤差更小，測量更加簡便、穩(wěn)定、敏感、精確；

（2）可同時進行碳和硫測定；

（3）樣品需求量少；

（4）高頻感溫爐能實現(xiàn)精準控溫，可提供對低熔點樣品的更精確分析；

（5）能夠進行單點和多點校準，以確保測量穩(wěn)定性和精度；

（6）儀器所需維護操作少，操作簡便，適用于生產(chǎn)控制和實驗室使用。

不足：

（1）高頻紅外硫碳分析儀的測試范圍限制在碳：0.0001%-6.0000%，硫：0.0001%-2.0000%之內(nèi)；

（2）測試操作對結果影響較大，需格外注意測試條件的統(tǒng)一。

6.制樣要求

樣品重量在500-1000 mg之內(nèi)，尺寸需滿足陶瓷坩堝的承載范圍。有些分析儀備有配套模具，可對較大的固體樣品進行穿刺以獲取尺寸合適的測試樣。

對于耐火材料，為了保證結合硫碳元素的順利燃燒和完全釋放，需要添加數(shù)倍于樣品質量的金屬助熔劑，如銅、鎢、鎢錫組合劑等。助熔劑具有添加樣品中導磁物質、提高燃燒溫度的作用，還具有增加樣品流動性，稀釋樣品的作用。

在進行分析之前要使用丙酮或者其他有機溶劑對樣品進行清洗，以去除表面雜質。值得一提的是，生鐵或鑄鐵樣品不能使用任何有機溶劑進行處理，這可能會影響碳和鐵的分散形式，對碳含量的檢測造成影響。

7.應用

7.1 確定金屬中的硫碳含量

在冶金過程中不論采取什么樣的冶煉工藝，金屬材料中均會不可避免地有硫、碳的存在，其含量對金屬材料的性能有重要影響。因此對金屬材料中硫碳含量的測定與控制是探索冶金工藝的重要步驟，紅外硫碳分析儀因此廣泛用于冶金與金屬材料領域。

武漢鋼鐵研究院的曾工程師[1]等人使用EMIA-820紅外碳硫儀對高碳硅鐵中的碳含量的測定條件進行了討論，確定了最佳的空白值確定條件、助熔劑的種類及加入方法以及稱樣量范圍。

7.2 確定車用鋼鐵材料的開裂成因

寶武鋼鐵集團的陳工程師[2]使用紅外硫碳分析儀作為輔助手段，結合SEM、微區(qū)EDS分析等形貌表征手段，對某汽車零部件制造商提供的車用金屬板異常開裂試樣進行綜合檢測，分析了試樣開裂原因并提供了相應的改良措施。

根據(jù)試樣元素含量分析結果顯示，樣品斷口處的硫含量超出目標值，出現(xiàn)條狀硫化錳偏聚，或為造成試樣脆斷的原因。建議在淬鋼過程中嚴控硫含量，提高淬煉溫度，延長淬煉時間，以保證鋼材成分均勻。

8.總結

紅外硫碳分析儀采用高溫感應煅燒和紅外吸收原理對樣品進行硫碳含量檢測，具有分析精度高、適用樣品種類范圍廣、人為誤差小等優(yōu)點，是一種有力的定量檢測儀器，在地質學研究、冶金工序改良與其他材料學研究中擁有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 曾鳴, 余衛(wèi)華, 夏念平. 高頻紅外碳硫儀測高碳硅鐵中的碳[J]. 廣州化工, 2015(14):134-135.

[2] 陳德香. 汽車結構用鋼SAPH440擴孔翻邊開裂分析[J]. 物理測試, 2019(2).

[3] 魏廣輝, 周超杰, 陳紅麗,等. 礦渣硅酸鹽水泥中三氧化硫含量的測定[J]. 河南建材, 2017(2):17-18.

[4] Carbon and Sulphur Analyzer (Infrared)

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/I

上一篇：一文教你學會裂解-氣質聯(lián)用儀（含來源、原理、儀器特點及應用等）

下一篇：【Micro-CT】在鋰離子電池中的應用——量化分析Li+負極相

2019-10-25

晶體結構可視化軟件 VESTA使用教程（下篇）

2021-01-22

手把手教你用ChemDraw 畫化學結構式：基礎篇

2021-06-19

【科研干貨】電化學表征：循環(huán)伏安法詳解（下）

2019-10-25

基礎理論丨一文了解XPS（概念、定性定量分析、分析方法、譜線結構）

2020-05-03

Zeta電位的基本理論、測試方法和應用

2020-08-24

舉報有獎

TEL: 191-3608-6524

如：在網(wǎng)絡上惡意使用“測試狗”等相關關鍵詞誤導用戶點擊、惡意盜用測試狗商標、冒稱官方工作人員等情形，請您向我們舉報，經(jīng)查實后，我們將給予您獎勵。

舉報內(nèi)容：

200

上傳附件：

文件格式不正確，請重新上傳文件格式不正確，請重新上傳文件格式不正確，請重新上傳

文件格式：jpg、jpeg、png、gif、tif、doc、docx、ppt、pptx、xls、xlsx、pdf、zip、rar

聯(lián)系方式

姓名

電話

提交意見

意見反饋

Suggestions

您可以在此留下您寶貴的意見，您的意見或問題反饋將會成為我們不斷改進的動力。

意見類型

測試服務

網(wǎng)站功能

財務報賬

其他類型

意見內(nèi)容

200

聯(lián)系方式

姓名

電話

提交意見

收起

01

專屬信用額度，先測后付0元下單

02

下單享高額積分，萬千好禮免費兌

￥200

200元無門檻優(yōu)惠券

立即激活立即下單

已使用

已作廢

了解更多會員權益

全流程在線可視化，便捷高效觸手可及

如下單過程中有任何疑問或需要幫助，請隨時咨詢專屬顧問~

9折

9折無門檻優(yōu)惠券

支付一筆訂單后可領取

立即領取立即下單

已使用

已作廢

免費測+驚喜盲盒+高額福利，多重福利大放送

新人免費測

雙雙開盲盒（100%中獎）

邀請人專享

受邀人專享

立即邀請

創(chuàng)建/加入團隊，解鎖定制化權益

01

1500元團隊專屬優(yōu)惠券

02

萬元大額信用額度，享先測后付

03

團隊成員統(tǒng)一開票報銷；

04

專業(yè)工程師課題專屬服務

領取成功，請下單

請您支付一筆訂單后才可以領取優(yōu)惠券

Document 镇平县| 江山市| 青海省| 密山市| 利辛县| 庐江县| 凌海市| 霍山县| 卢龙县| 台中县| 大同市| 崇礼县| 油尖旺区| 深水埗区| 盐边县| 恩施市| 侯马市| 河池市| 新民市| 锦屏县| 邵阳县| 嘉峪关市| 余干县| 南充市| 贺兰县| 辽阳市| 深圳市| 乌恰县| 原平市| 宿迁市| 福建省| 海阳市| 南陵县| 土默特右旗| 绥江县| 南丹县| 海南省| 通山县| 康保县| 大邑县| 寻乌县|