Þróun og notkun málma og samsettra efna þeirra krefst oft skilvirkrar stjórnunar og nákvæmrar ákvörðunar á kolefnis- og brennisteinsinnihaldi. Kolefni í málmefnum er aðallega til í formi óbundins kolefnis, kolefnis í föstu lausn og samsetts kolefnis, auk loftkenndu kolefnis, kolefnisgjafa og húðaðs lífræns kolefnis til yfirborðsverndar.
Sem stendur eru aðferðirnar til að greina kolefnisinnihald málma aðallega brennsluaðferð, losunarrófmæling, gasrúmmálsaðferð, títrunaraðferð án vatnslausnar, innrauð frásogsaðferð og litskiljun. Þar sem hver mæliaðferð hefur ákveðið notkunarsvið og mælingarniðurstöðurnar verða fyrir áhrifum af mörgum þáttum, svo sem formi kolefnis, hvort kolefni geti losnað alveg við oxun, núllgildi o.s.frv., hefur sama aðferð ákveðna gráðu nákvæmni við mismunandi tækifæri. munur. Þessi grein flokkar út núverandi greiningaraðferðir, sýnismeðferð, tæki sem notuð eru og notkunarsvið kolefnis í málmum.
1. Innrauð frásogsaðferð
Innrauða frásogsaðferðin við bruna sem þróuð er á grundvelli innrauða frásogsaðferðarinnar er sérstök aðferð til magngreiningar á kolefni (og brennisteini).
Meginreglan er að brenna sýnið í súrefnisflæðinu til að mynda CO2. Við ákveðinn þrýsting er orka CO2 sem gleypir innrauða geisla í réttu hlutfalli við styrk þess. Þess vegna er hægt að reikna út orkubreytingu CO2 gass sem flæðir í gegnum innrauða gleypan til að reikna út magn kolefnis.
mynd
Regla um bruna-innrauða frásogsaðferð
Á undanförnum árum hefur innrauða gasgreiningartækni þróast hratt og ýmis greiningartæki sem nota hátíðni innleiðsluhitunarbrennslu og innrauða frásogsreglur um litróf hafa einnig birst hratt. Til að ákvarða kolefni og brennisteini með hátíðni bruna innrauða frásogsaðferð skal almennt íhuga eftirfarandi þætti: þurrkur sýnisins, rafsegulsvið, rúmfræðileg stærð, sýnisstærð, gerð, hlutfall, samlagningarröð og magn flæðis, stilling af auðvirði o.s.frv.
Aðferðin hefur þá kosti að vera nákvæm magngreining og minni truflanir. Það er hentugur fyrir notendur sem hafa miklar kröfur um nákvæmni kolefnisinnihalds og hafa nægan tíma til að prófa í framleiðslu.
2. Losun Litrófsgreining
Þegar frumefni er örvað af hita eða rafmagni mun það breytast úr grunnástandi yfir í spennt ástand og örvunarástandið mun sjálfkrafa fara aftur í jarðástand. Í því ferli að fara aftur úr spenntu ástandinu í grunnástandið verða einkennandi litrófslínur hvers frumefnis losaðar og hægt er að ákvarða innihaldið í samræmi við styrkleika einkennandi litrófslínanna.
mynd
Meginregla losunarrófsmælis
Í málmvinnsluiðnaði, vegna brýnrar framleiðslu, er nauðsynlegt að greina innihald allra helstu þátta í ofnvatninu á stuttum tíma, ekki bara kolefnisinnihaldið. Neistalesandi losunarrófsmælir hafa orðið fyrsti kostur iðnaðarins vegna getu þeirra til að ná fljótt stöðugum niðurstöðum. Hins vegar hefur þessi aðferð sérstakar kröfur um undirbúning sýna.
Til dæmis, þegar steypujárnssýni eru greind með neistalitrófsmælingu, er þess krafist að kolefnið á greiningaryfirborðinu sé til í formi karbíða, og það má ekki vera laust grafít, annars hafa niðurstöður greiningarinnar áhrif. Sumir notendur nýta sér eiginleika hraðkælingar og hvítunar á þunnum sneiðsýnum og eftir að sýnin hafa verið gerð í þunnar sneiðar er kolefnisinnihald í steypujárni ákvarðað með neistalitrófsgreiningu.
Þegar línuleg sýni úr kolefnisstáli eru greind með neistagreiningu verður að vinna sýnin stranglega og sýnin ættu að vera sett á neistastandinn "uppréttur" eða "flatur" með litlum sýnisgreiningarbúnaði til greiningar til að bæta nákvæmni greiningarinnar.
3. Bylgjulengdardreifandi röntgenaðferð
Bylgjulengdardreifandi röntgengreiningartæki geta fljótt og samtímis ákvarðað marga þætti.
mynd
Meginregla bylgjulengdardreifandi röntgenflúrljómunarrófsmælis
Undir örvun röntgengeisla fara rafeindir í innra lagi mældra frumefna atóma í gegnum orkustigsbreytingar og gefa frá sér auka röntgengeisla (þ.e. röntgenflúrljómun). Bylgjulengdardreifandi röntgenflúrljómunarrófsmælirinn (WDXRF) notar kristal til að kljúfa ljósið og þá tekur skynjarinn á móti dreifðu einkennandi röntgenmerki. Ef litrófskristallinn og skynjarinn hreyfast samstillt og breyta stöðugt sveifluhorninu er hægt að fá bylgjulengd einkennandi röntgengeisla sem framleidd eru af ýmsum þáttum í sýninu og styrkleiki röntgengeisla hverrar bylgjulengdar, og eigindlega og megindlega greiningu hægt að framkvæma í samræmi við það. . Þetta tæki var framleitt á fimmta áratugnum og hefur vakið athygli vegna þess að það getur samtímis mælt marga íhluti í flóknum kerfum. Sérstaklega í jarðfræðideildinni hefur þetta tæki verið útbúið í röð og greiningarhraði hefur verið bætt verulega, sem hefur gegnt mikilvægu hlutverki.
Hins vegar, vegna langrar bylgjulengdar einkennandi geislunar á léttum frumefniskolefni og lítillar flúrljómunarafraksturs, í þungum fylkisefnum eins og stáli, er frásog og dempun einkennandi geislunar kolefnis frá fylkinu mjög mikil o.s.frv., sem valda oft ákveðnum vandamálum í XRF greiningu á kolefni. erfiðleikar. Að auki, þegar kolefni í stáli er mælt með röntgenflúrljómunartæki, ef yfirborð jarðarsýnis er stöðugt mæld 10 sinnum, kemur í ljós að kolefnisinnihaldsgildið er stöðugt að aukast. Þess vegna er beiting þessarar aðferðar ekki eins umfangsmikil og fyrstu tvær.
4. Títrunaraðferð án vatnslausnar
Vatnslaus títrun er aðferð til að framkvæma títrun í óvatnskenndum leysi. Með þessari aðferð er hægt að títra ákveðnar veikar sýrur og veika basa sem ekki er hægt að títra í vatnslausn eftir að hafa valið viðeigandi leysi til að auka sýrustig þeirra og basa. Kolsýran sem myndast með CO2 lausn í vatni hefur veikt sýrustig og hægt er að títra hana nákvæmlega með því að velja mismunandi lífræn hvarfefni.
Eftirfarandi er algeng títrunaraðferð sem ekki er vatnskennd:
① Sýnið er brennt við háan hita með rafbogabrennsluofninum sem passar við kolefnis- og brennisteinsgreiningartækið.
② Koldíoxíðgasið sem losnar við bruna frásogast af etanól-etanólamínlausninni og koltvísýringurinn hvarfast við etanólamín og myndar tiltölulega stöðuga 2-hýdroxýetýlamínkarboxýlsýru.
③ Vatnslaus títrun með KOH.
Hvarfefnin sem notuð eru í þessari aðferð eru eitruð, langvarandi útsetning mun hafa áhrif á heilsu manna og það er erfitt í notkun, sérstaklega þegar kolefnisinnihaldið er hátt, verður að forstilla lausnina og ef þú ert ekki varkár mun kolefnið renna í burtu og niðurstaðan verður lág. Hvarfefnin sem notuð eru í títrunaraðferðinni sem ekki er vatnskennd eru að mestu leyti eldfim og tilraunin felur í sér háhitaupphitun, þannig að rekstraraðilinn verður að hafa næga öryggisvitund.
5. Litskiljun
Loga atomization skynjari ásamt gasskiljun, sýnið er hitað í vetni, og þá eru losaðar lofttegundir (eins og CH4 og CO) greindar með því að nota loga atomization skynjari-gasskiljun. Sumir notendur nota þessa aðferð til að prófa snefilmagn af kolefni í háhreinu járni, innihaldið er 4 ug/g og greiningartíminn er 50 mínútur.
Þessi aðferð hentar notendum með mjög lágt kolefnisinnihald og miklar kröfur um niðurstöður úr prófunum.
6. Rafefnafræðileg aðferð
Notandi kynnti notkun virknigreiningar til að ákvarða lágt kolefnisinnihald í málmblöndunni: eftir að járnsýnið var oxað í örvunarofni, var rafefnafræðileg þéttniklefa sem samanstendur af kalíumkarbónat fast raflausn notuð til að greina og mæla loftkenndar vörur, þar með ákvarða styrk kolefnis. Aðferðin hentar sérstaklega vel til að ákvarða mjög lágan styrk kolefnis og hægt er að stjórna nákvæmni og næmi greiningarinnar með því að breyta samsetningu viðmiðunargassins og oxunarhraða sýnisins.
Hagnýt beiting þessarar aðferðar er sjaldan og flestir þeirra eru enn á tilraunarannsóknarstigi.
7. Greiningaraðferð á netinu
Þegar stál er hreinsað er oft nauðsynlegt að stjórna kolefnisinnihaldi í bráðnu stáli í lofttæmiofninum í rauntíma. Fræðimenn í málmiðnaðariðnaði hafa kynnt dæmi um að meta kolefnisstyrk með því að nota upplýsingar um útblástursloft: að nota súrefnisnotkun í lofttæmi ílátinu meðan á lofttæmi afkolunarferlinu stendur, styrk og flæðishraða súrefnis og argon til að meta kolefnisinnihald í bráðnu stáli.
Það eru líka notendur sem hafa þróað aðferð til að mæla snefilkolefni í bráðnu stáli og tengdum tækjum og tækjum: burðargasinu er blásið inn í bráðna stálið og kolefnisinnihald í bráðnu stáli er metið út frá oxaða kolefninu í burðarefninu. gasi.
Svipaðar greiningaraðferðir á netinu henta fyrir gæðastjórnun og árangurseftirlit í framleiðsluferli stálframleiðslu.
