莊倩

摘 要：目前金屬材料已經(jīng)在很多的領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，針對金屬材料性能與特性的不同，應(yīng)用的領(lǐng)域也有所差異，因此只有對金屬材料化學(xué)成分進(jìn)行分析，才能找到其正確的使用方法，本文主要闡述了金屬材料化學(xué)成分分析的重要意義，介紹了幾種常用的金屬材料化學(xué)成分分析方法，并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：金屬材料;化學(xué)成分;分析方法

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，金屬材料在各個領(lǐng)域中都有著廣泛應(yīng)用，其中比較常見的領(lǐng)域有汽車制造、機械制造、計算機硬件等，金屬材料因為其本身的優(yōu)勢在各個領(lǐng)域中起到了十分重要的作用。

1 金屬材料化學(xué)成本分析的重大意義

金屬材料的性能決定其應(yīng)用領(lǐng)域，而金屬材料的性能又與金屬材料的化學(xué)成分有著密切的關(guān)系，金屬材料因為化學(xué)成分不同、結(jié)構(gòu)不同，產(chǎn)生的形態(tài)和特性也有所差異，因此我們對其金屬材料成分進(jìn)行分析，主要有以下幾點：

①金屬材料化學(xué)成分分析，主要是了解其性能與成因，通過性能與成因可以找到其規(guī)律，做出總結(jié)。顯微組織中，金屬性能主要受到數(shù)量、分布、形態(tài)、大小、晶粒類型五大因素的影響，相對的晶粒結(jié)構(gòu)會因為原子、晶體結(jié)構(gòu)及原子結(jié)構(gòu)的差異產(chǎn)生一定的變化，所以金屬材料結(jié)構(gòu)成分不同，性能也有很大差異;②金屬材料的性能與加工要求也會受到金屬材料化學(xué)成分的影響，因我們需要對其加工要求與性能進(jìn)行了解，才能制定科學(xué)合理的方案，充分的發(fā)揮出金屬材料性能優(yōu)勢，還能利于金屬材料制造;③金屬材料加工后的熱處理技術(shù)也與金屬材料的化學(xué)成分有著一定的關(guān)系，金屬材料加工完成后的下一步就是熱處理，金屬材料通過熱處理能夠?qū)⑵湫阅苓M(jìn)一步完善，還能消除金屬材料組織中存在的缺陷，但是熱處理的使用過程中，無論是使用方法還是技術(shù)參數(shù)都與金屬材料的化學(xué)成分有著密切關(guān)系，因此金屬材料化學(xué)成分的分析研究對熱處理技術(shù)有著重要的作用;④想要充分的發(fā)揮出金屬材料的性能，對金屬材料進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、安全的使用，金屬材料化學(xué)成分分析起到了重要的作用。

2 化學(xué)分析方法

金屬材料化學(xué)分析方法隨著分析技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，種類越來越多，主要可以分為重量法、滴定法、分光光度法、X射線熒光光譜法、電分析法、原子光譜法、激光誘導(dǎo)等離子體光譜法等。其中比較常用的就是重量法、滴定法、分光光度法，以上幾種方法的優(yōu)勢在于操作人員易于掌握，操作設(shè)備簡單，實驗人員對其方法的操作流程熟練掌握。后面幾種方法是最近幾年研究和發(fā)明的，隨著日后我國科技的不斷發(fā)展進(jìn)步，各種先進(jìn)的儀器設(shè)備應(yīng)用效率越來越高、操作技術(shù)越來越先進(jìn)，金屬材料化學(xué)成分分析方法也會越來越完善。

2.1 重量分析法

重量分析法是金屬材料化學(xué)成分分析方法中比較常用的一種方法，使用的時間也比較早，技術(shù)相對成熟，重量法的基本原理就是通過化學(xué)反應(yīng)將金屬材料中的元素進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成可以稱量的化合物，然后通過過濾、烘干等流程，對其重量進(jìn)行計算，重量法比較常用的幾種元素測量為Si、S、P、Ag、Cu、Ni和Pb等。重量法對金屬材料化學(xué)成分分析過程中，需要精準(zhǔn)的對其進(jìn)行沉淀和稱量，才能保障測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

2.2 滴定分析法

滴定分析法的主要原理就是利用顯色劑對相互滴加的兩種溶液終止反應(yīng)進(jìn)行判斷，通過化學(xué)反應(yīng)計量關(guān)系對金屬元素含量進(jìn)行測量。針對不同的化學(xué)反應(yīng)機理，我們通?？梢苑譃檠趸€原滴定法、酸堿滴定法、沉淀滴定法、絡(luò)合滴定法等。滴定法的操作成本比較低，操作流程簡單，是一些中小型企業(yè)常用的金屬材料化學(xué)成分分析法。該方法的缺點就是只能進(jìn)行一種元素的分析，分析的時間比較長，微量元素的測量中不太適用，測量的結(jié)果與操作人員的技術(shù)水平有著很大的關(guān)系。

2.3 分光光度法

Beer-Lambert定律是分光光度法的基本理論，公式為A=KcL，溶液的吸光度在入射光強度不變的情況下，與溶液的濃度成正比，因此我們可以對吸光度的變化進(jìn)行測量，計算出元素的濃度。在對測試樣品進(jìn)行測試之前，需要我們建立標(biāo)準(zhǔn)的溶液吸收光譜曲線，根據(jù)建立的曲線對測量元素濃度進(jìn)行定量分析。目前經(jīng)常使用的分光光度法分析儀器為紅外、紫外、可見和原子吸收分光光度計。該種分析方法的優(yōu)勢在于操作靈敏度高、流程簡單、應(yīng)用范圍光。該種方法的缺點也是只能分析單種元素，顯色劑對其分析的結(jié)果有著重要的影響，同時不同元素之間還會相互的干擾，測量的結(jié)果存在一定的未知偏差。

2.4 X射線熒光光譜法

X射線熒光光譜法的主要原理就是外層電子因為物質(zhì)基態(tài)原子吸收特定波長的X射線后激發(fā)到高能態(tài)，高能下的電子狀態(tài)很不穩(wěn)定，很容易出現(xiàn)到基態(tài)或者低能態(tài)，并發(fā)射出熒光;通過我們對熒光強度進(jìn)行分析，就可以對試樣中元素含量進(jìn)行確定，如果照射的X射線波長與原子輻射的熒光波長有所差異時，我們可以稱其為非共振熒光，如果照射的X射線波長與原子輻射的熒光波長相同時，我們稱為共振熒光，共振熒光在分析測量中應(yīng)用的比較多。X射線熒光光譜法的優(yōu)勢在于分析速度快、分析方法簡單、分析效果較好。但是該方法的缺點就是樣品的質(zhì)量要求比較高、一旦受到基體效應(yīng)的影響，分析結(jié)果可能存在誤差，分析完成后需要進(jìn)行校正。

2.5 電分析法

電分析法主要利用金屬材料和金屬材料電性質(zhì)含量、組成的關(guān)聯(lián)性，有效分析金屬材料中化學(xué)成分，但是電分析法的準(zhǔn)確度不高，經(jīng)常受到外界因素的影響，因此應(yīng)用的比較少。

2.6 原子光譜分析法

原子光譜分析法是金屬材料化學(xué)成分分析中最常見的一種方法，起到了十分重要的作用，通常情況下原子光譜分析法可以分為兩種，原子吸收光譜法與原子發(fā)射光譜法。該方法的主要原理就是利用金屬材料中元素的原子和離子不同，將其處于電極法及熱激發(fā)法的狀況下，該原子與離子能夠發(fā)射出符合自身特性的電磁輻射，我們想要定量或者定性的分析該元素可以通過判斷其發(fā)射出來的電磁輻射來完成，原子發(fā)射光譜法從某種角度上分析是比較古老和陳舊的光譜學(xué)科分支，該分析法有著分析速度快、選擇性強、消耗樣品少、同時測量的特點，因此原子發(fā)射光譜法在多批次、多組合的測量中應(yīng)用十分廣泛。

2.7 激光誘導(dǎo)等離子體光譜法

激光誘導(dǎo)等離子體光譜法是原子發(fā)射光譜的一種，也是目前比較新興的一種分析技術(shù)，主要的原理指的就是在物質(zhì)表面使用高功率激光產(chǎn)生瞬態(tài)等離子體，材料中的元素含量可以通過光譜儀等離子體輻射光譜進(jìn)行分析和確定，該技術(shù)所用的設(shè)備比較簡單，操作便利，可以對多種元素含量進(jìn)行同時分析測定，分析效率比較高，同時針對一些比較特殊的遠(yuǎn)程測量也能滿足，該技術(shù)的缺點就是應(yīng)用的范圍比較小，目前主要應(yīng)用在不銹鋼微量元素測量中。

3 金屬材料化學(xué)成分分析方法的發(fā)展趨勢

隨著時代的不斷發(fā)展，科技的不斷進(jìn)步，人們的需求也不斷提升，我們需要不斷的借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，才能更加充分的了解金屬材料中的結(jié)構(gòu)、成分和缺陷，充分發(fā)揮出金屬材料在各個領(lǐng)域中的優(yōu)勢。所以金屬材料化學(xué)成分分析操作方法和操作手段在未來會變得更加便利，測量的結(jié)果也會越來越準(zhǔn)確，其未來的發(fā)展也會更加高效、健康。

4 結(jié)束語

經(jīng)過以上的分析研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料化學(xué)成分分析是提高金屬材料性能的重要手段，通過對金屬材料化學(xué)成分的有效分析，能夠及時的了解和掌握金屬材料的特性，通過分析結(jié)果還能將金屬材料的性能和優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來，因此我們要不斷的引進(jìn)更加先進(jìn)的技術(shù)和儀器，進(jìn)一步對金屬材料化學(xué)成分分析技術(shù)進(jìn)行完善，提高其創(chuàng)新性與高效性，促進(jìn)金屬材料未來的可持續(xù)發(fā)展。

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