隨著科技的發(fā)展以及金屬材料的快速發(fā)展，各個(gè)行業(yè)以及各種產(chǎn)品對(duì)金屬材料的要 求越來(lái)越高，對(duì)金屬中低含量碳硫的分析要求也越來(lái)越嚴(yán)格。特別是某些特種鋼材對(duì)碳的要 求都在0.00X甚至更低。碳硫分析有多種方法，如質(zhì)量法、氣體容量法等，這些方法依靠的 是化學(xué)原理。而高頻燃燒紅外吸收法，依靠的是物理原理，沒(méi)有化學(xué)分析冗長(zhǎng)繁瑣的操作， 人為因素小，省時(shí)省力。以其操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、分析時(shí)間短、精度高、性能穩(wěn)定而 得到廣泛應(yīng)用。力可公司推出的CS444紅外碳硫分析儀，在低碳低硫的分析上，具有更大的 *性。下面采用此儀器，對(duì)影響分析精密度及準(zhǔn)確度的因素進(jìn)行了討論。
1 空白值的影響因素
        在分析高含量碳、硫時(shí)，其它因素對(duì)待測(cè)樣品zui終結(jié)果雖然有一定影響，但由于樣品碳、硫 含量高，所以影響不大。在分析低碳、低硫或超低硫時(shí)，往往因系統(tǒng)在吸附CO2、SO2氣 體的同時(shí)又釋放CO2、SO2氣體，加上助熔劑、助燃?xì)怏w、坩堝中碳、硫的存在以及試樣 加工時(shí)的污染，在分析低含量樣品時(shí)會(huì)引進(jìn)本底影響，這些影響總稱(chēng)做系統(tǒng)空白值。因低碳 低硫的含量與空白值基本相當(dāng)，有時(shí)空白值甚至?xí)笥诒环治鰳悠返奶?、硫含量。因?yàn)榭瞻?/SPAN> 值不僅影響測(cè)定下限，也影響靈敏度與精密度，因此要求在測(cè)量中盡量降低空白值，那么必 須對(duì)加工過(guò)的試樣、坩堝、助熔劑、氧氣進(jìn)行處理，以求降低空白值，提高分析的精密度和 準(zhǔn)確度。試樣加工時(shí)的污染可以通過(guò)采用有機(jī)溶劑洗滌試樣而基本除掉。另外 ，粉塵的干擾也是影響碳、硫分析精度及準(zhǔn)確度的重要因素。
1.1 坩堝

    陶瓷坩堝的主要成分是氧化鋁和氧化硅，除本身原料及制做過(guò)程中所帶來(lái)的空白外，陶瓷坩 堝具有一定的吸附性，表面容易吸附空氣中的水份和二氧化碳和二氧化硫，其中的水份在燃 燒時(shí)，吸收一定熱量汽化后，能吸收二氧化硫，降低二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。未經(jīng)過(guò)處理的坩堝 都會(huì)含有碳或硫且不均勻，無(wú)論對(duì)高含量碳硫分析或?qū)Φ秃刻剂蚍治龆紩?huì)造成影響。一種 方法是坩堝在1 300℃馬弗爐內(nèi)灼燒2h，另一種方法是將預(yù)先灼燒好的坩堝加入鎢鐵助熔 劑經(jīng)高頻燃燒一次，冷卻后再使用。不同狀態(tài)下，坩堝中殘存碳硫的試驗(yàn)情況見(jiàn)表1。

從上表的數(shù)據(jù)可以看出，未經(jīng)過(guò)任何處理的坩堝中的殘存碳硫含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于處理過(guò)的坩堝。 而后兩種坩堝中又以經(jīng)過(guò)1 300℃灼燒的坩堝中殘存碳硫含量為zui低。
1. 2 助熔劑
     進(jìn)行低碳低硫測(cè)定前應(yīng)消除助熔劑表面吸附的雜質(zhì)氣體。消除雜質(zhì)氣體的方法是把鎢粒先放 入烘箱內(nèi)450±10℃烘烤2h，在干燥器中冷卻，再放入磨口瓶?jī)?nèi)備用。表2是烘烤和未經(jīng) 烘烤鎢粒的對(duì)比試驗(yàn)。

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1.3 氧氣

    低碳低硫分析所用氧氣應(yīng)該為高純氧或在進(jìn)入儀器之前先通過(guò)凈化裝置（裝有過(guò)氯酸鎂和 分子篩）除去有機(jī)雜質(zhì)，再用干燥劑和二氧化碳吸收劑除去水分和二氧化碳。由于 實(shí)驗(yàn)條件所限，在此引用太鋼鋼研所對(duì)碳分析比對(duì)結(jié)果，見(jiàn)表3。

從上面的分析結(jié)果可以看出，在儀器外加氣體凈化裝置，分析結(jié)果略好。 
1.4 粉塵 

    有文獻(xiàn)指出，在低硫分析過(guò)程中，粉塵干擾會(huì)使結(jié)果偏高。粉塵干擾是可能存在的，因?yàn)榧t 外光源照射時(shí)，粉塵的存在會(huì)出現(xiàn)擋光、散射、干涉等光學(xué)干擾。這種干擾造成吸收信號(hào)值 的增加，產(chǎn)生正干擾。
1.5 標(biāo)定

    另外，國(guó)內(nèi)目前一般采用硫酸鹽基準(zhǔn)物來(lái)標(biāo)定儀器。這樣會(huì)與被分析物產(chǎn)生基體間的差異， 從而導(dǎo)致分析時(shí)出峰的時(shí)間差異，影響硫的分析結(jié)果。表4的結(jié)果可以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。

根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)可知，S%＜0.01的14個(gè)標(biāo)樣中，測(cè)定值8個(gè)偏低，4個(gè)偏高。
2 .分析條件的選擇
2.1 準(zhǔn)確測(cè)定扣除空白值

    空白值的測(cè)定方法有兩種，一種是直接法，即直接測(cè)定坩堝及助熔劑的碳硫量作為空白值； 另一種是間接法，即測(cè)定坩堝、助熔劑及相應(yīng)低碳低硫標(biāo)樣的碳硫含量，空白值等于測(cè)定值 與已知標(biāo)樣值之差。因直接法在測(cè)量空白時(shí)和分析樣品時(shí)燃燒溫度差異較大，引進(jìn)空白值也 存在較大差異，而間接法因低碳低硫標(biāo)樣的加入會(huì)使感應(yīng)電流、感應(yīng)溫度明顯升高，致使坩 堝材料內(nèi)部的碳硫元素在分析過(guò)程中逐步釋放出來(lái)，故間接法測(cè)得的空白值相應(yīng)要比直接法 高?？瞻卓鄢蹬c稱(chēng)量設(shè)置成反比例關(guān)系，不同的樣品稱(chēng)量應(yīng)扣除不同的空白值，即：

式中：k₁—被測(cè)樣品扣除的空白值；
k₂—間接法測(cè)得的空白值；
m₂—間接法測(cè)空白時(shí)的標(biāo)樣的稱(chēng)量（g）；
m₁—被測(cè)樣品的稱(chēng)量（g）。［ZK)］
分析前應(yīng)先預(yù)燒幾個(gè)廢樣，使儀器的氣路達(dá)到飽和，然后按間接法進(jìn)行分析三次（結(jié)果未超 差），使用自動(dòng)空白程序設(shè)置稱(chēng)量及空白值，扣除空白值。
2.2 助熔劑種類(lèi)及加入方式

    樣品燃燒是分析成敗的關(guān)鍵，為了提高回收率并且得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，助熔劑的加入是必不可 少的。助熔劑的種類(lèi)、用量及加入的順序?qū)μ?、硫含量的測(cè)定結(jié)果非常重要。

    鎢粒及其合金（如鎢——錫、鎢——鐵——錫）等是高頻爐常用的助熔劑。鎢粒可提供較高 熱值，具有較好的透氣性，燃燒不飛濺，具有降低碳硫分析結(jié)果的作用，其燃燒后生成酸性 的三氧化鎢，對(duì)消除硫的吸附有較好的效果；錫粒在使用中加入不宜多，有時(shí)與MoO3同時(shí)加入以消除SnO2粉塵對(duì)硫吸附的影響。另外MoO3在500℃熔融中起攪拌作用，且與鐵形成鉬酸鐵，大大減少了氧化鐵的形成；純鐵也是一種很好的助熔劑，但由于碳硫的空白不理 想，在用低含量碳硫時(shí)要注意使用。一般而言，分析鋼鐵中的碳硫，采用鎢——錫助熔劑；分析硅 鐵采用鎢——鐵——錫助熔劑；分析銅中的微量硫采用鐵屑助熔劑等。
另外，有文章指出，加入助熔劑的次序?qū)μ剂蜥尫庞幸欢ㄓ绊?，這里不做討論。
2.3 標(biāo)準(zhǔn)樣品的選擇

    作為一項(xiàng)準(zhǔn)確的分析方法，應(yīng)當(dāng)用純化合物作為基準(zhǔn)已經(jīng)成為共識(shí)，但純化合物和鋼樣燃燒 釋放情況不一致，應(yīng)當(dāng)采用分析什么材料，用該材料的基準(zhǔn)物質(zhì)來(lái)校正，遵循選擇標(biāo)準(zhǔn)樣品 與試樣含量相近或相當(dāng)，同時(shí)還要考慮被測(cè)組分與標(biāo)準(zhǔn)樣品的基體相似以及第三元素的影響 。
2.4 分析時(shí)間的設(shè)定
2.4.1 由于管壁的氣體吸附和釋放處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)分析高含量樣品時(shí)，CO2SO2 濃度高，管壁吸附增加，在分析低含量樣品時(shí)或通純氧取基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，管道內(nèi)壁吸附的氣體 逐漸釋放，勢(shì)必影響基準(zhǔn)信號(hào)的去值或低含量分析的準(zhǔn)確度，所以在每次樣品分析前，對(duì) 系統(tǒng)進(jìn)行通純氧清洗，清洗時(shí)間的長(zhǎng)短即為吹氧時(shí)間，一般設(shè)定15s，低含量為20～25s。
2.4.2 zui短分析時(shí)間的設(shè)定。分析低含量樣品，觀察釋放曲線(xiàn)，如果曲線(xiàn)尾巴截的過(guò)多，則需增加時(shí)間，反之若拖得太長(zhǎng) ，需要相應(yīng)減少時(shí)間。

另外，試樣、助熔劑的形狀、稱(chēng)量及比例搭配對(duì)分析結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度也有一定程度的 影響。
3 結(jié)論

    本文對(duì)測(cè)定金屬中低含量碳硫的各個(gè)影響因素進(jìn)行了探討，認(rèn)為在對(duì)低含量碳硫進(jìn)行測(cè) 定時(shí)，要想得到準(zhǔn)確結(jié)果，只有針對(duì)待測(cè)樣品的具體情況，正確處理各個(gè)環(huán)節(jié)，才能獲得準(zhǔn) 確的分析結(jié)果。這種方法已經(jīng)應(yīng)用到了日常分析中，效果比較令人滿(mǎn)意。