금속 및 복합 재료의 개발 및 적용에는 종종 효과적인 제어와 탄소 및 황 함량의 정확한 측정이 필요합니다. 금속재료 중의 탄소는 주로 유리탄소, 고용체탄소, 결합탄소의 형태로 존재하며, 기체탄소, 침탄, 표면보호용 코팅유기탄소 등이 있다.
현재 금속의 탄소 함량을 분석하는 방법은 주로 연소법, 방출 분광법, 가스 체적법, 비수용액 적정법, 적외선 흡수법 및 크로마토그래피를 포함합니다. 각 측정 방법은 일정한 적용 범위를 가지고 있고 측정 결과는 탄소의 형태, 산화 시 탄소가 완전히 방출될 수 있는지 여부, 블랭크 값 등과 같은 많은 요인의 영향을 받기 때문에 동일한 방법은 다른 경우에 정확성. 본 논문에서는 금속 내 탄소의 현재 분석 방법, 시료 처리, 사용 기기 및 응용 분야를 정리합니다.
1. 적외선 흡수 방식
적외선 흡수법을 기반으로 개발된 연소 적외 흡수법은 탄소(및 황)의 정량 분석을 위한 특별한 방법입니다.
원리는 산소 흐름에서 샘플을 연소하여 CO2를 생성하는 것입니다. 특정 압력 하에서 적외선을 흡수하는 CO2의 에너지는 농도에 비례합니다. 따라서 적외선 흡수체를 통과하기 전후의 CO2 가스의 에너지 변화를 측정하여 탄소함량을 계산할 수 있다.
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연소-적외선 흡수 방식 원리
최근에는 적외선 가스 분석 기술이 비약적으로 발전하면서 고주파 유도 가열 연소와 적외선 스펙트럼 흡수 원리를 이용한 다양한 분석 기기들도 급속도로 등장하고 있다. 고주파 연소 적외 흡수법에 의한 탄소 및 황 측정을 위해 일반적으로 다음과 같은 요소를 고려해야 합니다. 값 등
이 방법은 정확한 정량화 및 간섭 항목이 적다는 장점이 있습니다. 탄소 함량의 정확성에 대한 요구 사항이 높고 생산 테스트에 충분한 시간이 있는 사용자에게 적합합니다.
2. 방출 분광법
요소가 열이나 전기에 의해 여기되면 바닥 상태에서 여기 상태로 전환되고 들뜬 상태는 자발적으로 바닥 상태로 돌아갑니다. 들뜬 상태에서 기저 상태로 되돌아가는 과정에서 각 원소의 특성 스펙트럼선이 해제되며, 특성 스펙트럼선의 강도에 따라 함유량이 결정될 수 있다.
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방출 분광계의 원리
야금 산업에서는 생산이 시급하기 때문에 탄소 함량뿐만 아니라 단시간에 용광로 물의 모든 주요 원소 함량을 분석해야 합니다. Spark 직접 판독 방출 분광계는 안정적인 결과를 신속하게 얻을 수 있는 능력으로 인해 업계에서 가장 먼저 선택되었습니다. 그러나 이 방법에는 샘플 준비에 대한 특정 요구 사항이 있습니다.
예를 들어, 스파크 분광법으로 주철 시료를 분석할 때 분석 표면의 탄소가 탄화물 형태로 존재해야 하며 유리 흑연이 없어야 합니다. 그렇지 않으면 분석 결과에 영향을 미칩니다. 일부 사용자는 얇은 조각 샘플의 급속 냉각 및 백화 특성을 이용하고 샘플을 얇은 조각으로 만든 후 스파크 분광 분석을 통해 주철의 탄소 함량을 결정합니다.
스파크 분광법으로 탄소강 선형 샘플을 분석할 때 샘플을 엄격하게 처리해야 하며 분석 정밀도를 향상시키기 위해 샘플을 작은 샘플 분석 고정구가 있는 스파크 스탠드 "직립" 또는 "평평"에 배치해야 합니다.
3. 파장분산형 X선법
파장 분산형 X선 분석기는 여러 요소를 신속하고 동시에 결정할 수 있습니다.
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파장분산형 X선 형광분석기의 원리
X-선 여기에서 측정된 원소의 원자 내부 층에 있는 전자는 에너지 준위 전이를 겪고 2차 X-선(즉, X-선 형광)을 방출합니다. WDXRF(파장 분산형 X선 형광 분석기)는 결정을 사용하여 빛을 분할한 다음 검출기가 회절된 특징적인 X선 신호를 수신합니다. 분광 결정과 검출기가 동시에 움직이며 회절각을 일정하게 변화시키면 시료의 여러 원소가 발생하는 특성 X선의 파장과 각 파장별 X선의 세기를 구할 수 있으며, 정성 및 정량 분석이 가능하다. 따라 수행할 수 있습니다. 이 계측기는 1950년대에 생산된 것으로, 복잡한 시스템에서 여러 구성요소를 동시에 측정할 수 있어 주목받았다. 특히 지질학 분야에서는 이 장비가 잇달아 장착되어 분석 속도가 크게 향상되어 중요한 역할을 하게 되었습니다.
그러나 가벼운 원소 탄소의 특징적인 방사선의 더 긴 파장, 낮은 형광 수율 및 강철과 같은 무거운 매트릭스 재료에서 매트릭스에 의한 탄소의 특징적인 방사선의 큰 흡수 및 감쇠로 인해 종종 다음과 같은 문제를 야기합니다. 탄소의 XRF 분석. 또한 X선 형광기기로 철강 내 탄소를 측정할 때 분쇄된 시료 표면을 10회 연속 측정하면 탄소 함량 값이 지속적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서 이 방법의 적용은 처음 두 가지만큼 광범위하지 않습니다.
4. 비수용액 적정법
비수성 적정은 비수성 용매에서 적정을 수행하는 방법입니다. 이 방법은 수용액에서 적정할 수 없는 특정 약산 및 약염기를 적절한 용매를 선택한 후 적정하여 산도 및 알칼리도를 높일 수 있습니다. 물에 용해된 CO2 용액에 의해 생성된 탄산은 약산성이며 다양한 유기 시약을 선택하여 정확하게 적정할 수 있습니다.
다음은 일반적으로 사용되는 비수성 적정 방법입니다.
① 시료는 탄소 및 황 분석기와 일치하는 전기 아크 연소로에서 고온에서 연소됩니다.
② 연소에 의해 방출된 이산화탄소 가스는 에탄올-에탄올아민 용액에 흡수되고, 이산화탄소는 에탄올아민과 반응하여 비교적 안정한 2-하이드록시에틸아민 카르복실산을 생성한다.
③ KOH를 이용한 비수성 적정.
이 방법에 사용되는 시약은 유독하며 장기간 노출되면 인체 건강에 영향을 미치고 작동하기 어렵습니다. 특히 탄소 함량이 높을 때 용액을 미리 설정해야 하며 주의하지 않으면 탄소가 실행됩니다. 멀어지고 결과는 낮을 것입니다. 비수성 적정법에 사용되는 시약은 대부분 가연성이며, 실험은 고온 가열 작업을 포함하므로 작업자는 충분한 안전 의식을 가지고 있어야 합니다.
5. 크로마토그래피
가스 크로마토그래피와 결합된 화염 분무 검출기, 샘플은 수소에서 가열된 다음 방출된 가스(예: CH4 및 CO)는 화염 분무 검출기-가스 크로마토그래피를 사용하여 검출됩니다. 일부 사용자는 이 방법을 사용하여 고순도 철에서 미량의 탄소를 테스트하고 함량은 4ug/g이며 분석 시간은 50분입니다.
이 방법은 탄소 함량이 매우 낮고 테스트 결과에 대한 요구 사항이 높은 사용자에게 적합합니다.
6. 전기화학적 방법
사용자는 합금의 저탄소 함량을 결정하기 위해 전위차 분석의 사용을 도입했습니다. 철 샘플을 유도로에서 산화한 후 탄산칼륨 고체 전해질로 구성된 전기 화학적 농축 셀을 사용하여 가스 생성물을 분석 및 측정하여 결정했습니다. 탄소의 농도. 이 방법은 매우 낮은 탄소 농도를 측정하는 데 특히 적합합니다. 분석의 정밀도와 감도는 기준 가스의 조성과 샘플의 산화 속도를 변경하여 제어할 수 있습니다.
이 방법의 실용화는 드물고 대부분 실험적 연구 단계에 머물고 있다.
7. 온라인 분석 방법
강철을 정련할 때 진공로에서 용강의 탄소 함량을 실시간으로 제어해야 하는 경우가 많습니다. 금속산업의 학자들은 배기가스 정보를 이용하여 탄소농도를 산정하는 예를 소개했는데, 진공탈탄 공정 중 진공용기 내 산소소비량과 농도를 이용하여 용강 내 탄소함량을 산정하고 유량을 산소와 아르곤. .
또한 용강 및 관련 기기 및 장치에서 미량 탄소를 신속하게 측정하는 방법을 개발한 사용자도 있습니다. 가스.
유사한 온라인 분석 방법은 철강 생산 공정의 품질 관리 및 성능 관리에 적합합니다.
