摘要：通过对金属材料元素的组成成分进行分析测定, 可以更好地明确金属材料的基本特性和优良性能, 才能在了解金属特性的基础上科学正确地对金属材料进行深加工, 有效地对金属材料进行安全合理的应用。主要介绍了测定金属材料元素组成成分的化学分析方法和相关注意事项。
关键词：元素,金属材料,化学分析,溶液
1 测定金属材料元素组成成分的化学分析方法
1.1 广泛应用的电化学分析方法
电化学分析法有溶出伏安法、循环伏安法和极谱法等[3], 主要是通过利用金属材料的电化学性质与金属材料的含量之间的关联性进行分析, 从而判断金属材料元素成分组成的一种方法。但是该方法操作较为困难复杂, 易受外界因素影响, 误差性较高, 逐渐被其他分析方法取代。
1.2 传统的滴定分析法
金属材料元素组成成分化学分析方法中较为传统的一种方法就是滴定分析法, 主要通过使用标准浓度的化学试剂溶液在容器内进行一定的化学反应, 进而测定金属材料中金属离子的含量, 待金属材料中的元素恰好全部反应完全后, 依据指示剂颜色的变化来确定化学反应终点。该方法准确度比较高, 操作过程简单, 通过目视观察就可以判断被测金属材料中的元素构成成分。
1.3 几种仪器分析法的应用
仪器分析法是通过利用高精度的仪器设备对金属材料中的元素组成成分进行测定。
(1) 分光光度法。通过使用分光光度计来定性分析和定量分析被测金属元素表征, 通过观察被测金属元素在不同波长光中的折射, 以及测定不同元素的吸光度和观察不同波长被相应吸收的强度, 就能定性识别出被测金属材料的构成成分, 明确被测金属材料中各组成元素的含量多少。
(2) 石墨炉原子吸收法。该法是一种新型的金属材料元素组成成分分析测定方法, 应用领域比较广泛, 可以对少量样品和固体样品进行分析, 具有很高的灵敏度和准确度。在测定过程中对被测样品成分进行原子化, 通过原子化仪器检测被特殊石墨所吸附原子的种类来确定金属材料的元素组成成分。
(3) 原子光谱分析法主要应用于测定金属材料元素组成成分。该法采用的是ICP, 被测金属材料元素的离子或原子在一定条件下受到激发产生由内向外发射的光谱线。利用光谱线定量分析和定性分析被测金属材料中的元素, 可以同时测定多种金属元素。
(4) X射线荧光光谱法是一种比较传统的测定金属材料元素组成成分的方法。利用基态原子在没有被激发状态下会处于低能状态, 通过使用一定频率的辐射线, 激发基态原子就会使其转变为高能状态发射出荧光, 再通过测定出这些X射线荧光谱线的波长就能测定出金属材料样品的元素组成成分。在金属元素种类测定出来以后, 以标准样品的谱线强度作为参照, 通过比较被测样品的谱线就可以得出金属材料样品元素组成成分的准确含量, 精确度较高。
2 金属材料元素化学分析方法的注意事项
2.1 对被测定的金属材料的样品进行处理
在对钢铁金属材料中的元素组成成分进行分析时, 要选取具有代表性的钢零件或者钢液。在对钢铁金属材料样品进行切割作业时, 要保证金属材料压碎和混合均匀, 如果材料表面有污垢和氧化层时, 在元素测定分析前必须对金属材料进行清洗处理, 去掉金属材料表面的污垢和氧化层, 以保证进行元素测定分析所用的金属材料样品符合分析的基本要求。
2.2 配制标准溶液的注意事项
在许多元素化学分析方法中都需要配制标准溶液, 标准溶液是实验进行测定的标准参照物, 在配制标准溶液时要求比较高, 必须保证准确。
(1) 在配制标准溶液时所用的水必须满足化验分析的要求, 一般情况下都采用蒸馏水进行配制。如果配制的标准溶液有特殊要求, 那么就需要对标准溶液所用水进行特殊处理, 以确保所配标准溶液能够满足被测金属材料元素化学分析的要求。
(2) 在使用分析天平称量溶质前, 要预先对分析天平进行校准, 以保证称量的准确性, 而砝码、容量瓶、移液管和滴定管等则需要按时进行校正, 所有的玻璃器皿在使用前要清洁干净保持干燥。
(3) 外界环境也会对配制的标准溶液产生影响, 尤其是温度的影响最大, 配制不同的标准溶液对温度有不同的要求, 一般情况下要求温度为20℃。如果在配制标准溶液时有特殊要求指定的温度, 那么就要控制温度, 保证标准溶液的配制是在规定的温度下进行操作的。
(4) 在配制标准溶液的过程中会因为蒸发等因素产生一定量的溶液体积消耗, 会对被测金属材料元素的组成成分分析产生不同程度的误差, 要控制滴定速度尽快完成滴定, 以确保标准溶液的体积消耗量满足误差的要求, 保证分析结果的准确性。
结束语
金属材料元素组成的复杂性对化验测定分析方法提出了更高的要求, 需要通过高科技手段和科学的元素化学分析方法对金属材料内部构造和元素组成进行分析。
参考文献
[1]李大为.金属材料成分分析方法现状与趋势[J].工业设计, 2012, (3) .
[2]薛广鹏.浅析金属材料的分析方法[J].科技资讯, 2012, (5) .
