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鋼研納克SparkCCD7000火花直讀光譜儀測定鈦合金中的多種元素
鈦合金是以鈦為基體的高性能輕質結構材料，具有比強度高、耐腐蝕性強、耐高溫性好等優異特性，廣泛應用于航空航天、海洋船舶及汽車等高端制造領域，被譽為“全能金屬”是繼鐵、鋁之后極具發展前景的“第三金屬”與“戰略金屬”。隨著航空航天與海洋工程等技術的進步，現代裝備對鈦合金的韌性、耐腐蝕性及服役壽命提出了更高要求。其中，鋁、釩、鉬等關鍵元素的含量是調控其力學性能和服役壽命的關鍵。因此，準確測定鈦合金的化學成分，是保障材料性能與實現質量控制的核心環節。
本文應用鋼研納克SparkCCD7000型火花直讀光譜儀對鈦合金中多種元素實現準確、快速的測定，分別測試了試樣的重復性及準確性，數據符合國家標準GB/T14203-2016《火花放電原子發射光譜分析法通則》、GB/T4698.29-2024《海綿鈦、鈦及鈦合金化學分析方法-第29部分：鋁、碳、鉻、銅、鐵、錳、鉬、鎳、硅、錫、釩、鋯含量的測定-光電直讀光譜法》中對于數據精密度的相關規定。該儀器可以滿足鈦合金相關行業的使用需求。
圖1鋼研納克SparkCCD7000型火花直讀光譜儀
技術優勢
鋼研納克SparkCCD7000型火花直讀光譜儀采用高分辨率線陣CCD作為檢測器，實現全譜掃描，可以廣泛適用于多種基體金屬樣品的全元素成分分析。其體積只相當于傳統儀器即采用光電倍增管作為檢測器的火花光譜儀的1/3，無需增加硬件即可在現場增加分析元素或新的基體。其激發光源為激發能量、頻率連續可調的全數字光源，可同時精準檢測碳鋼及不銹鋼材料中多種元素的化學成分。該儀器適用于不同材料，被廣泛應用于有色、冶金、鑄造、機械、金屬加工等領域的生產過程控制及中心實驗室成品檢測中。
樣品處理及實驗條件
實驗室環境：溫度22.1℃，相對濕度：35%；
氬氣：高純氬（純度≥99.999%），流量9L/min；
制樣設備：砂紙磨盤，粒度40目。
按照GB/T 31981-2015《鈦及鈦合金化學成分分析取制樣方法》的規定取樣，取樣需要有代表性并有一定體積，以覆蓋儀器激發孔。樣品加工過程不需任何化學試劑，只需用光譜磨樣機進行簡單打磨，除去表層氧化物或其他雜質，使樣品表面平整且紋路方向一致。
儀器型號：鋼研納克SparkCCD7000型火花直讀光譜儀。
曲線類型
鋼研納克可根據用戶需求定制適用于不同分析材料的校準曲線，并經過基體校正及第三元素干擾校正，保證分析結果的準確性。用戶只需用隨儀器附帶的漂移校正樣品對曲線進行標準化即可分析大部分未知樣品。分析一部分未知樣品還需進行類型校準，用此來消除繪制工作曲線所用的標準樣品與客戶實際樣品之間在冶金工藝、內部結構、物理狀態等方面存在較大差異所帶來的影響，選用與客戶實際樣品化學成分相近的標準樣品進行類型校準，之后就可進行準確分析。
典型應用案例
一、鈦合金-TC11
以下為TC11標準樣品重復性檢測數據，具體見表2。
表2 TC11標準樣品重復性數據
以下為TC11標準樣品準確性檢測數據，具體見表3。
表3 TC11標準樣品GBW02510準確性數據
二、鈦合金-TC4
以下為TC4標準樣品重復性檢測數據，具體見表4。
表4 TC4標準樣品重復性數據
以下為TC4標準樣品準確性檢測數據，具體見表5。
表5 TC4標準樣品GBW(E)020035a準確性數據
通過以上實驗數據可以看出，鋼研納克SparkCCD7000型火花直讀光譜儀性能優異，可以準確、快速的對鈦合金樣品進行分析。數據穩定可靠，精密度符合國家標準要求，滿足相關企業的使用需求。目前該款儀器已在有色冶煉、汽車制造、航空航天、船舶、機電設備、工程機械、電子電工、教育、科研等領域的原料、零件、產品工藝研發方面都有廣泛的應用。