钢材金属元素检测中ICP光谱法的应用分析

发布时间：2015-03-18 15:41:58 来源：文档文库

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摘要：钢材中金属元素含量在根本上决定了其质量，尤其是对于各种工具钢来说，为确定其性能与质量，需要对其进行检测，确定其中含有的金属元素含量。将ICP光谱法应用到钢材金属元素检测中，需要明确其检测原理，然后具体分析应用方式。本文对ICP光谱法在钢材金属元素检测中的应用进行了分析。

关键词：钢材；金属元素；ICP光谱法

钢材金属元素检测是生产过程中重要的一个环节，确定材料中含有的各种杂质元素对材料质量造成的影响，常见的检测方法有化学分析法、原子吸收法、分光光度法以及原子吸收法等，通过对各项检测方法的测样速度、检测结果准确度等方面进行分析来确定最佳检测方法。ICP光谱法因为其具有准确度高、检出限低以及线性范围宽等优点，现在已经被广泛的应用到钢材金属元素检测中，尤其适用于低含量以及痕量元素的分析。

1 ICP光谱检测特点分析

与传统光谱法相比，ICP光谱法更好的克服了光源与原子化器的局限性，在金属元素检测中的应用具有更很好的效果。例如ICP光谱具有比较好的原子化以及电离能力，检出限范围更大，对于大部分元素来说，应用时检出限一般为0.1～100ng/ml[1]。并且ICP光源具有良好的稳定性，在检测结果上准确度也更高，当分析物含量比检出限高时，RSD一般都会在1%以下，情况比较好的时候甚至会达到0.5%以下。另外，选择此种方法进行钢材金属元素检测，受到样品基体的影响比较小，不需要对参比样品进项严格的基体匹配，再加上基本上不需要添加剂以及内标，最终检测结果准确度更高。ICP光谱法具有同时或顺序多元素测定能力，尤其是固体成像检测器的了开发与使用，同时各种新型检测仪器的使用，也在很大程度上增强了其多元素同时分析的效果。

2 ICP光谱检测原理概述

不同金属元素原子结构不同，受到光源激发后，就会产生很多按照一定波长次序排列的谱线组，即特征谱线，不同元素的波长不同，主要由元素原子性质决定，这样只要检查谱片上是否存在特征谱线就可以确定该检测元素是否存在。光谱定量分析关系式为：I=aCb，其中I表示谱线强度，C表示待测元素浓度，a表示常数，b表示分析线的自吸系数，是光谱定量分析的基本公式。其中，常数a与试样蒸发、激发过程以及试样组成等相关，而常数b则为自吸系数，主要与谱线自吸收相关[2]。常数a和b 都会在一定程度上受到实验条件的影响，如激发条件取样量、蒸发、显影条件等，实验条件的改变会影响到常数，是检测试验中不可避免的一种影响因素。因此，在检测时想要以谱线强度绝对值来完成定量分析具有一定的不稳定性，在实际应用中一般都是选择用内标法来消除工作条件对测定结果造成的影响。