论文部分内容阅读
摘要：随着我国经济建设的发展，国内各行业都得到了快速的发展与改革。同时随着我国改革开放的深化，促使我国各科技产品及技术得到了快速的发展。其中，尤为X-射线荧光光谱事业的发展最为迅速。随着X-射线荧光光谱的大力发展，其逐渐被应用于各个领域的生产发展中。下面，就一起针对本文所提出的论题对在冶金物料化学成分分析中X-射线荧光光谱分析法的应用进行一个简单的分析与研究。
关键词：冶金物料；X-射线荧光光谱；分析；方法
冶金行业对我国的整体发展是至关重要的。在传统的冶金行业中，对冶金物料的分析大多还是采用湿法化学法进行分析的，这种方法是采用化学剂滴入冶金物料中来查看其冶金物料的化学反应的。但是这种湿法化学分法在分析过程中需要的专业性技术是十分严格的，且操作十分复杂，所需要的分析时间又很长，因此，往往跟不上时代发展的需要。随着时代的发展与科技的进步，我国在19世纪引进了英国科学家伦琴发明的X-射线荧光光谱分析法，并在我国得到了快速的推广及应用。
1、什么是X-射线荧光光谱分析法
所谓的X-射线荧光光谱分析法，是指通过利用初级X-射线荧光光子以及其他的微观射线离子使所测物质中的原子得到激发，从而产生荧光（次级X-射线）。进而对物质成分进行分析和化学状态的研究。按X-射线的激发、色散以及探测方法的不同，将X射线分为X射线光谱法（波长色散）与X射线能谱法（能量色散）两种。而根据X射线色散方式的不同，又可将其分为X射线荧光光谱仪（波长色散）和X射线荧光能谱仪（能量色散）两种。
X-射线荧光光谱分析法主要用于对冶金物料成分的分析，检出限定一般可高达3-10～10-6克/克（g/g）。同时X射线荧光光谱分析法对许多元素可测到10-7～10-9g/g。当用质子激发检测时 ，所检出的物料纯度可高达10-12g/g。另外，X-射线还具有较好的强度测量再现性，这更便于对冶金物料进行无损分析。同时，由于X-射线荧光光谱分析法对冶金物料的分析速度快，因此得到了十分广泛的应用。除此之外，X-射线荧光光谱分析法对冶金物料的分析范围包括原子序数Z≥3的所有元素。同时该X-射线荧光光谱分析法除了用于对物质成分的分析外，还大量应用于对原子的基本性质的分析。如：氧化数、离子电荷、电负性及化学键等的分析研究。
2、X-射线荧光光谱对冶金物料成分的分析
随着时代的发展，X-射线被越来越广泛地应用到了冶金物料的成分分析中。因此，相关工作人员结合各种冶金物料的不同成分总结出了一些X-射线在不同治金物料分成中的不同分析方法。具体如下：
2.1、冶金物料成分分析特点
冶金物料的成分分析主要是指冶金物料在生产中对各物料的化学成分组成以及物料成分含金量的分析过程。在冶金物料成分分析时，对物料的选择、在物料炼冶前对炉料的计算、对治金物料的炼冶工艺流程的控制、对冶金成品的检验、新产品的制作以及对冶金工厂中环保等都要进行必不可少的分析。
冶金物料成分的分析特点主要表现为：一，在保证冶金物料生产质量安全的前提下，以最快的速度进行冶金物料的成分分析，且速度越快越好；二，冶金物料的所需分析的种类很多，如：固体、液体、粉末等，因此对冶金物料的分析方法要求十分严格，冶金物料的成分分析方法要具备较强的适应性；三，由于冶金物料所需成分分析的数量较大、任务较重、且有时需要连续日夜不间断地进行物料分析工作，因此，需要工作机能较强的分析方法。
X-射线荧光光谱分析技术的应用刚好满足了冶金物料在成分分析中的各种要求。在冶金物料成分分析中，只需要一台多道X-射线荧光光谱仪器就可以在一分钟之内分析冶金物料的20-30个元素，并且物料成分分析的精准度可以完全与湿法化学成分分析法相媲美。另外，X-射线荧光光谱分析法的分析范围十分很广，能够从几个ppm到100%。，因此，利用X-射线对冶金物料进行成分分析可以大大节省人力支出，并且可以提高工作效率。同时，X-射线荧光光谱分析法因为在分析过程中很少利用酸济以及特殊的化学试剂，因此可以大大降低对环境的污染。
2.2、X-射线荧光光谱对冶金物料成分的分析方法
冶金物料通常在进行分析时，通常都是要求冶金物料可以形成自转状态，这样可以大大减少物料表面所存在的颗粒度、化學效应以及不均匀性对成分分析结果产生的影响。当冶金物料在被分析中没有自转设备时，则需要冶金物料的摆放位置必须冶金物料的表面磨痕以及X-射线荧光光谱的入射、出射线在同一水平面上。这种摆放方式可以使物料的吸收最小。另外，冶金物料在过行研磨时，有可会将冶金物料中所含的夹杂物磨掉，从而很容易造成这些物料在成分分析结果中的偏差。
例如：在利用X-射线分析冶金物料铝元素时，如果在研磨时选用氧化铝作为磨料，就很容易使冶金物料表面被沾污。因此，在进行铝元素分析时，最好选用碳化硅作为磨料。再如：如果进行低硅分析时，就必须选用氧化铝作为磨料。另外，对有色金属，如：铝合金、铜合金等，它们在研磨中所能承受的力量要远比钢铁弱很多，因此，在此类物料进行研磨时不能够采用砂纸，应该利用车床进行研磨，以保证冶金物料表面光洁度。
除此之外，如果分析表面有沾污的冶金物料，且对于物料中原子序数60以下的元素而言，X-射线荧光光谱分析法是可以直接对其La1Ka强度比进行分析测量的。而对于原子序数60以上的重元素而言，X-射线荧光光谱分析法应首先测量Ma/La1 强度比。
2.3、X-射线荧光光谱对低合金钢的成分分析
在对低合金钢进行成分分析时，要求X-射线荧光光谱分析中要对低合金钢有较强的灵敏度。在对其成分进行分析时，同时采用多道X-射线萤光光谱仪器进行测量分析，一般分析测量所需的时间只有短短的20秒。即使是使用最好的铑靶X-射线管，在对冶金低合金钢物料进行测量的时间也只为60秒。另外，为了提高低合金钢物料的分析精准度，在必要时要去除重迭谱线，并用标准钢样NBS116-1165，和BAS50-60，401-410，431-435，451-460进行分析。
结语
综上所述可知，X-射线荧光光谱分析方法在治金物料成分分析中十分重要。它打破了传统模式下湿法化学分析法分析过程长，操作复杂的局限。大大提高了冶金物料的成分分析速度，提高了冶金产业的生产效率。
参考文献
[1] 戴清明，武映梅，宋兆华等.X-射线荧光光谱分析法在冶金物料化学成分分析中的应用[C].//2008年国际冶金及材料分析测试学术报告会论文集.2008：302-305.
[2] 崔黎黎.X射线荧光光谱法在冶金原材料分析中的应用[C].//第七届中国钢铁年会论文集.2009：5174-5180.
[3] 彭会清，罗鸣坤，曹永丹等.X射线荧光光谱分析法在检测铁矿石组分中的应用[J].现代矿业，2009，（11）：50-52.
关键词：冶金物料；X-射线荧光光谱；分析；方法
冶金行业对我国的整体发展是至关重要的。在传统的冶金行业中，对冶金物料的分析大多还是采用湿法化学法进行分析的，这种方法是采用化学剂滴入冶金物料中来查看其冶金物料的化学反应的。但是这种湿法化学分法在分析过程中需要的专业性技术是十分严格的，且操作十分复杂，所需要的分析时间又很长，因此，往往跟不上时代发展的需要。随着时代的发展与科技的进步，我国在19世纪引进了英国科学家伦琴发明的X-射线荧光光谱分析法，并在我国得到了快速的推广及应用。
1、什么是X-射线荧光光谱分析法
所谓的X-射线荧光光谱分析法，是指通过利用初级X-射线荧光光子以及其他的微观射线离子使所测物质中的原子得到激发，从而产生荧光（次级X-射线）。进而对物质成分进行分析和化学状态的研究。按X-射线的激发、色散以及探测方法的不同，将X射线分为X射线光谱法（波长色散）与X射线能谱法（能量色散）两种。而根据X射线色散方式的不同，又可将其分为X射线荧光光谱仪（波长色散）和X射线荧光能谱仪（能量色散）两种。
X-射线荧光光谱分析法主要用于对冶金物料成分的分析，检出限定一般可高达3-10～10-6克/克（g/g）。同时X射线荧光光谱分析法对许多元素可测到10-7～10-9g/g。当用质子激发检测时 ，所检出的物料纯度可高达10-12g/g。另外，X-射线还具有较好的强度测量再现性，这更便于对冶金物料进行无损分析。同时，由于X-射线荧光光谱分析法对冶金物料的分析速度快，因此得到了十分广泛的应用。除此之外，X-射线荧光光谱分析法对冶金物料的分析范围包括原子序数Z≥3的所有元素。同时该X-射线荧光光谱分析法除了用于对物质成分的分析外，还大量应用于对原子的基本性质的分析。如：氧化数、离子电荷、电负性及化学键等的分析研究。
2、X-射线荧光光谱对冶金物料成分的分析
随着时代的发展，X-射线被越来越广泛地应用到了冶金物料的成分分析中。因此，相关工作人员结合各种冶金物料的不同成分总结出了一些X-射线在不同治金物料分成中的不同分析方法。具体如下：
2.1、冶金物料成分分析特点
冶金物料的成分分析主要是指冶金物料在生产中对各物料的化学成分组成以及物料成分含金量的分析过程。在冶金物料成分分析时，对物料的选择、在物料炼冶前对炉料的计算、对治金物料的炼冶工艺流程的控制、对冶金成品的检验、新产品的制作以及对冶金工厂中环保等都要进行必不可少的分析。
冶金物料成分的分析特点主要表现为：一，在保证冶金物料生产质量安全的前提下，以最快的速度进行冶金物料的成分分析，且速度越快越好；二，冶金物料的所需分析的种类很多，如：固体、液体、粉末等，因此对冶金物料的分析方法要求十分严格，冶金物料的成分分析方法要具备较强的适应性；三，由于冶金物料所需成分分析的数量较大、任务较重、且有时需要连续日夜不间断地进行物料分析工作，因此，需要工作机能较强的分析方法。
X-射线荧光光谱分析技术的应用刚好满足了冶金物料在成分分析中的各种要求。在冶金物料成分分析中，只需要一台多道X-射线荧光光谱仪器就可以在一分钟之内分析冶金物料的20-30个元素，并且物料成分分析的精准度可以完全与湿法化学成分分析法相媲美。另外，X-射线荧光光谱分析法的分析范围十分很广，能够从几个ppm到100%。，因此，利用X-射线对冶金物料进行成分分析可以大大节省人力支出，并且可以提高工作效率。同时，X-射线荧光光谱分析法因为在分析过程中很少利用酸济以及特殊的化学试剂，因此可以大大降低对环境的污染。
2.2、X-射线荧光光谱对冶金物料成分的分析方法
冶金物料通常在进行分析时，通常都是要求冶金物料可以形成自转状态，这样可以大大减少物料表面所存在的颗粒度、化學效应以及不均匀性对成分分析结果产生的影响。当冶金物料在被分析中没有自转设备时，则需要冶金物料的摆放位置必须冶金物料的表面磨痕以及X-射线荧光光谱的入射、出射线在同一水平面上。这种摆放方式可以使物料的吸收最小。另外，冶金物料在过行研磨时，有可会将冶金物料中所含的夹杂物磨掉，从而很容易造成这些物料在成分分析结果中的偏差。
例如：在利用X-射线分析冶金物料铝元素时，如果在研磨时选用氧化铝作为磨料，就很容易使冶金物料表面被沾污。因此，在进行铝元素分析时，最好选用碳化硅作为磨料。再如：如果进行低硅分析时，就必须选用氧化铝作为磨料。另外，对有色金属，如：铝合金、铜合金等，它们在研磨中所能承受的力量要远比钢铁弱很多，因此，在此类物料进行研磨时不能够采用砂纸，应该利用车床进行研磨，以保证冶金物料表面光洁度。
除此之外，如果分析表面有沾污的冶金物料，且对于物料中原子序数60以下的元素而言，X-射线荧光光谱分析法是可以直接对其La1Ka强度比进行分析测量的。而对于原子序数60以上的重元素而言，X-射线荧光光谱分析法应首先测量Ma/La1 强度比。
2.3、X-射线荧光光谱对低合金钢的成分分析
在对低合金钢进行成分分析时，要求X-射线荧光光谱分析中要对低合金钢有较强的灵敏度。在对其成分进行分析时，同时采用多道X-射线萤光光谱仪器进行测量分析，一般分析测量所需的时间只有短短的20秒。即使是使用最好的铑靶X-射线管，在对冶金低合金钢物料进行测量的时间也只为60秒。另外，为了提高低合金钢物料的分析精准度，在必要时要去除重迭谱线，并用标准钢样NBS116-1165，和BAS50-60，401-410，431-435，451-460进行分析。
结语
综上所述可知，X-射线荧光光谱分析方法在治金物料成分分析中十分重要。它打破了传统模式下湿法化学分析法分析过程长，操作复杂的局限。大大提高了冶金物料的成分分析速度，提高了冶金产业的生产效率。
参考文献
[1] 戴清明，武映梅，宋兆华等.X-射线荧光光谱分析法在冶金物料化学成分分析中的应用[C].//2008年国际冶金及材料分析测试学术报告会论文集.2008：302-305.
[2] 崔黎黎.X射线荧光光谱法在冶金原材料分析中的应用[C].//第七届中国钢铁年会论文集.2009：5174-5180.
[3] 彭会清，罗鸣坤，曹永丹等.X射线荧光光谱分析法在检测铁矿石组分中的应用[J].现代矿业，2009，（11）：50-52.