專利名稱：鋁錳鈣鐵合金的x射線熒光光譜分析用熔融制樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法。
背景技術(shù)：
鋁錳合金作為煉鋼脫氧劑，近些年已經(jīng)得到了廣泛的應用，雖然其具有比重大，在鋼水中易于下沉，能同時實現(xiàn)錳合金化的優(yōu)點，但是該脫氧劑在脫氧過程中生成的Al2O3呈條狀，使鋼的韌性和延展性降低。同時，由于Al2O3具有高的熔點，在連鑄時易于堵塞水口， 易引起連鑄事故。后來發(fā)現(xiàn)在鋁錳合金中加入鈣，不但能改善Al2O3夾雜物形態(tài)使其球化， 進而提高鋼的韌性和延展性，而且鈣的加入還能使脫氧產(chǎn)物生成鈣鋁酸鹽，具有低的熔點， 易于上浮，降低連鑄過程中水口的堵塞幾率，也使得鋼中夾雜物含量降低。因此，鋁錳鈣鐵合金作為一種新型的鐵合金品種，被越來越廣泛的使用，其中鋁、 錳、鈣和鐵是四個主要的組成元素，也是來料結(jié)算的必檢元素，雖然能采用傳統(tǒng)濕法分析進行元素測定，但過程繁瑣，費時費力。儀器分析方法如X射線熒光光譜法具有簡便、快速的特點，但熔融制樣方法是一個難題，因為還原性的鐵合金樣品會對制樣器皿一鉬金坩堝造成強烈腐蝕，一般認為也是不可行的，所以X射線熒光光譜法分析法受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不會對貴重鉬金坩堝產(chǎn)生腐蝕的鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法，以用于X射線熒光光譜分析。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是其先用四硼酸鋰在鉬金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護壁；再將鋁錳鈣鐵樣品、氧化劑、硼酸鋰熔劑以及脫模劑放入掛有保護壁的鉬金坩堝內(nèi)，混勻，然后對鋁錳鈣鐵樣品進行預氧化；最后把預氧化好的鋁錳鈣鐵樣品進行熔融，冷卻即得鋁錳鈣鐵合金的樣品玻璃熔片；所述的鋁錳鈣鐵樣品為鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品或校準樣品，所述的樣品玻璃熔片為鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品玻璃熔片或校準樣品玻璃熔片。本發(fā)明進一步的工藝步驟為(1)取四硼酸鋰于鉬金坩堝內(nèi)，在1000 1050°C下熔融；熔化后取出鉬金坩堝緩慢旋轉(zhuǎn)，使四硼酸鋰在鉬金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護壁；
(2)取鋁錳鈣鐵樣品、氧化劑、硼酸鋰熔劑和脫模劑放入鉬金坩堝中，混勻；
(3)把鉬金坩堝放入800°C的馬弗爐中，對鋁錳鈣鐵樣品進行預氧化15 20min；
(4)把預氧化好的鋁錳鈣鐵樣品放入熔樣爐內(nèi)，進行熔融；
(5)取出熔制好的鋁錳鈣鐵樣品，冷卻至室溫，即得鋁錳鈣鐵合金的樣品玻璃熔片。進一步的，所述步驟(I)中四硼酸鋰的用量為5. OOOOg 8. OOOOgo更進一步的，所述步驟(2)中，氧化劑為碳酸鋰、碳酸鈉、硝酸鋰、硝酸鉀或硝酸鈉中的一種，脫模劑為碘化鉀或碘化鈉，硼酸鋰熔劑為四硼酸鋰或四硼酸鋰和偏硼酸鋰任意比例的混合物，鋁錳鈣鐵樣品與氧化劑的重量比為1:5 10，鋁錳鈣鐵樣品的用量為O.2000 O. 5000g ;脫模劑的用量為O. 5000g ;硼酸鋰熔劑的用量為I. 0000 3. OOOOgo再進一步的，所述步驟(3)中，鉬金坩堝先在馬弗爐門口預熱I 2min，然后再緩慢逐步移入爐膛內(nèi)進行預氧化；或采用程序升溫的方式，將溫度程序逐步升至800°C至預氧化完成。再進一步的，所述步驟(4)中，熔融溫度為1000°C ;熔融過程前靜置時間3min，爐體擺動時間15min,后靜置時間2min。在X射線熒光光譜分析用的熔融制樣中，制備出的玻璃熔片本質(zhì)上形成了一種固體溶液，樣品經(jīng)高溫后在硼酸鋰中完全分解，不同礦物相完全消除，最終樣品和熔劑達到了原子級別水平的混合，所以這就從根本上消除了誤差來源，提高了分析準確度。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本發(fā)明采用氧化劑、硼酸鋰熔劑和脫模劑對鋁錳鈣鐵進行熔融制樣，解決了熔融制樣腐蝕問題；采用該方法可在不對貴重鉬金坩堝產(chǎn)生腐蝕的前提下制成玻璃熔片，制成的樣片均勻完美，完全消除了礦物效應和粒度效應。得到的玻璃熔片用于X射線熒光光譜分析，得到的分析結(jié)果準確可靠，符合現(xiàn)代企業(yè)對檢測化驗數(shù)據(jù)快速化、準確化的需要。本發(fā)明方法具有安全可靠、操作簡單、重現(xiàn)性好的特點，拓展了 X射線熒光光譜分析法的應用范圍。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。本鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光分析用譜熔融制樣方法包括掛壁、預氧化、熔融等步驟，通過預氧化來氧化鋁錳鈣鐵合金中的單質(zhì)類物質(zhì)，從而消除熔融過程對鉬金坩堝的腐蝕。預氧化的技術(shù)難點為氧化劑的選取，所用氧化劑要在保證氧化完全的前提下，不腐蝕鉬金坩堝。本發(fā)明中氧化劑的選取機理如下對于碳酸鹽或硝酸鹽高氧化活性的機理通常認為是由其在高溫下分解釋放的二氧化碳或氮氧化合物來實現(xiàn)的。該類氧化劑的分解溫度通常在500 800°C之間，不同氣氛下分解溫度稍有差異。當樣品溫度被加熱至500°C時氧化劑開始分解釋放二氧化碳或氮氧化合物，氧化反應發(fā)生，一直持續(xù)到氧化劑分解完全。 由于該狀態(tài)是一個持續(xù)放出氣體的過程，所以在一定程度上氣體的逸出起到了攪拌的作用，對試樣和氧化劑的充分混合接觸十分有利，試樣里混合的硼酸鋰熔劑又能吸收一定的熱量，緩解反應速度，從而防止了樣品的噴濺。同時，因為四硼酸鋰的熔點為921°C，而預氧化是在800°C下的馬弗爐內(nèi)進行，所以四硼酸鋰在坩堝內(nèi)壁形成的保護壁在800°C氧化時， 仍能保持固態(tài)，起到隔絕試劑和坩堝內(nèi)壁接觸的作用，這樣在整個氧化過程中，單質(zhì)金屬沒有機會和鉬金器皿接觸，使得整個預氧化過程能夠在安全可靠的條件下進行。實施例I :本熔融制樣方法通過以下步驟完成
1、稱取7.OOOOg四硼酸鋰于鉬金坩堝內(nèi)，在1000°c下熔融，取出后緩慢旋轉(zhuǎn)坩堝，在鉬金 甘禍內(nèi)掛一層有一定高度且均勻的保護壁；
2、稱取O.2000g鋁錳鈣鐵檢測樣品、O. 5000g碘化鉀、2. OOOOg四硼酸鋰和I. 5000g硝酸鋰，放入鉬金坩堝中，混勻；
3、在已混勻的上述樣品混合物的表面均勻覆蓋2.OOOOg的四硼酸鋰；
4、把鉬金坩堝放入已升溫至800°C的馬弗爐中進行預氧化，此過程應讓鉬金坩堝在爐門口預熱I. 5min，然后分步緩慢進入爐膛約ISmin即可，氧化完全后的樣品應為可流動的液體，且試樣內(nèi)沒有黑色顆粒物；
5、把氧化好的檢測樣品放入熔樣爐內(nèi)，熔融溫度1000°C，熔融過程前靜置時間3min， 爐體擺動時間15min,后靜置時間2min ；
6、取出，冷卻后得到均勻完美的鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品玻璃熔片。實施例2 :本熔融制樣方法通過以下步驟完成
1、稱取5.OOOOg四硼酸鋰于鉬金坩堝內(nèi)，在1020°C下熔融，取出后緩慢旋轉(zhuǎn)坩堝，在鉬金 甘禍內(nèi)掛一層有一定高度且均勻的保護壁；
2、稱取O.5000g鋁錳鈣鐵檢測樣品、O. 5000g碘化鈉、I. OOOOg 50wt %四硼酸鋰+ 50被％偏硼酸鋰的混合熔劑和2. 5000g碳酸鋰，放入鉬金坩堝中，混勻；
3、把鉬金坩堝放入馬弗爐中采取程序升溫的方式進行預氧化，過程為550°C保溫 3min，600°C保溫 3min，650°C保溫 3min，700°C保溫 3min，750°C保溫 5min，800°C保溫 5min， 氧化完成后樣品應為可流動的液體，且試樣內(nèi)沒有黑色顆粒物；
4、把氧化好的樣品放入熔樣爐內(nèi)，熔融溫度1000°C，熔融過程前靜置時間3min，爐體擺動時間15min，后靜置時間2min ；
5、取出，冷卻后得到均勻完美的鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品玻璃熔片。實施例3 :本熔融制樣方法通過以下步驟完成
1、稱取8.OOOOg四硼酸鋰于鉬金坩堝內(nèi)，在1050°C下熔融，取出后緩慢旋轉(zhuǎn)坩堝，在鉬金 甘禍內(nèi)掛一層有一定高度且均勻的保護壁；
2、稱取O.2500g鋁錳鈣鐵檢測樣品、O. 5000g碘化鉀、2. 5000g硝酸鉀和3. OOOOg偏硼酸鋰，放入鉬金坩堝中，混勻；
3、把鉬金坩堝放入已升溫至800°C的馬弗爐中進行預氧化，此過程應讓鉬金坩堝在爐門口預熱2. Omin，然后分步緩慢進入爐膛約20min即可，氧化完全后的樣品應為可流動的液體，且試樣內(nèi)沒有黑色顆粒物；
4、把氧化好的樣品放入熔樣爐內(nèi)，熔融溫度1000°C，熔融過程前靜置時間3min，爐體擺動時間15min，后靜置時間2min ；
5、取出，冷卻后得到均勻完美的鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品玻璃熔片。本鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法的穩(wěn)定性驗證為了驗證本方法從稱量、預氧化到熔融過程中的穩(wěn)定性，對同一試樣進行了連續(xù)6次的相同稱量，熔融操作，從實驗數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性上考察該方法的穩(wěn)定性，實驗數(shù)據(jù)如表I所示。各元素的相對標準偏差都在較小的范圍內(nèi)，說明本方法從稱量、預氧化到熔融整個過程穩(wěn)定可靠。表I :方法重現(xiàn)性實驗數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法，其特征在于其先用四硼酸鋰在鉬金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護壁；再將鋁錳鈣鐵樣品、氧化劑、硼酸鋰熔劑以及脫模劑放入掛有保護壁的鉬金坩堝內(nèi)，混勻；然后對鋁錳鈣鐵樣品進行預氧化；最后把預氧化好的鋁錳鈣鐵樣品進行熔融，冷卻即得鋁錳鈣鐵合金的樣品玻璃熔片；所述的鋁錳鈣鐵樣品為鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品或校準樣品，所述的樣品玻璃熔片為鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品玻璃熔片或校準樣品玻璃熔片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法，其特征在于，其工藝步驟為(1)取四硼酸鋰于鉬金坩堝內(nèi)，在1000 1050°C下熔融；熔化后取出鉬金坩堝緩慢旋轉(zhuǎn)，使四硼酸鋰在鉬金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護壁；(2)取鋁錳鈣鐵樣品、氧化劑、硼酸鋰熔劑和脫模劑放入鉬金坩堝中，混勻；(3)把鉬金坩堝放入800°C的馬弗爐中，對鋁錳鈣鐵樣品進行預氧化15 20min；(4)把預氧化好的鋁錳鈣鐵樣品放入熔樣爐內(nèi)，進行熔融；(5)取出熔制好的鋁錳鈣鐵樣品，冷卻至室溫，即得鋁錳鈣鐵合金的樣品玻璃熔片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法， 其特征在于所述四硼酸鋰的用量為5. OOOOg 8. OOOOgo
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法， 其特征在于所述的氧化劑為碳酸鋰、碳酸鈉、硝酸鋰、硝酸鉀或硝酸鈉；所述的脫模劑為碘化鉀或碘化鈉；所述的硼酸鋰熔劑為四硼酸鋰，或四硼酸鋰和偏硼酸鋰任意比例的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法， 其特征在于所述鋁錳鈣鐵樣品與氧化劑的重量比為1:5 10 ;所述鋁錳鈣鐵樣品的用量為O. 2000 O. 5000g ;所述脫模劑的用量為O. 5000g ;所述硼酸鋰熔劑的用量為I. 0000 3. OOOOg0
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法，其特征在于所述步驟(3)中，鉬金坩堝先在馬弗爐門口預熱I 2min，然后再緩慢逐步移入爐膛內(nèi)進行預氧化；或?qū)囟戎鸩缴?00°C至預氧化完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法，其特征在于所述步驟(4)中，熔融溫度為1000°C ;熔融過程前靜置時間3min，爐體擺動時間 15min,后靜置時間2min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁錳鈣鐵合金的X射線熒光光譜分析用熔融制樣方法，其先用四硼酸鋰在鉑金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護壁，再將鋁錳鈣鐵樣品、氧化劑、硼酸鋰熔劑以及脫模劑放入掛有保護壁的鉑金坩堝內(nèi)，混勻，然后對鋁錳鈣鐵樣品進行預氧化；最后把預氧化好的鋁錳鈣鐵樣品進行熔融，冷卻即得鋁錳鈣鐵合金的樣品玻璃熔片；所述的鋁錳鈣鐵樣品為鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品或校準樣品，所述的樣品玻璃熔片為鋁錳鈣鐵合金的檢測樣品玻璃熔片或校準樣品玻璃熔片。本發(fā)明在不對貴重鉑金坩堝產(chǎn)生腐蝕的前提下制成玻璃熔片，制成的樣片均勻完美，完全消除了礦物效應和粒度效應。
文檔編號G01N1/44GK102607934SQ20121005756
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者劉潔, 吳章海, 左麗峰, 張建忠, 李蘭群, 王彬果, 白書霞, 閆文喜 申請人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司