本發(fā)明屬于化學(xué)檢測方法技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及到采用高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收法測定碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的具體方法。
背景技術(shù):
國內(nèi)外已發(fā)布碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定標準,如ISO 21068-2-2008《含碳化硅的原材料和耐火制品的化學(xué)分析第2部分:點火、總碳、單體碳和碳化硅、總二氧化硅和游離二氧化硅及總硅和游離硅減少的測定》、ISO 9286-1997《磨料顆粒和粗料碳化硅的化學(xué)分析》、GB/T 3045-2003《普通磨料碳化硅化學(xué)分析方法》等等,這些標準對碳化硅的粒度、純度等作了要求,分別適用于不同純度、不同粒度的碳化硅磨料的分析檢測。
但是,這些標準中規(guī)定的檢測方法全部為化學(xué)方法,大致可歸納為燃燒重量法、氣體容量法、氣體重量法三種,國內(nèi)外關(guān)于碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收測定方法的標準未見公開報道。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是根據(jù)檢測工作的需要,立足于實驗室現(xiàn)有儀器設(shè)備,建立高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收法測定碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的檢測方法,滿足科研、生產(chǎn)檢測的需求。
為了實現(xiàn)這一目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,采用碳硫測定儀進行,包括以下步驟:
(1)用電子天平稱量0.5~1.5g鐵粉,將鐵粉置于陶瓷坩堝中,均勻鋪在陶瓷坩堝底部;
(2)用電子天平稱量0.01~0.05g碳化硅粉末試樣,將稱量好的試樣置于陶瓷坩堝中;
(3)用電子天平稱量1.0~2.0g鎢粉、0.2~0.4g錫粉,將鎢粉、錫粉覆蓋于試樣上面;
(4)將陶瓷坩堝連同試樣一起放置在高頻感應(yīng)爐內(nèi),開啟高頻感應(yīng)爐使試樣熔融燃燒;
(5)用高純氧氣將試料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳載帶進入二氧化碳吸收池,由碳檢測器對吸收的紅外光進行檢測,通過A/D轉(zhuǎn)換板將光信號轉(zhuǎn)化成電信號;
(6)設(shè)置比較器水平為1~3%,對形成的積分譜圖進行修正,計算峰面積;
(7)依據(jù)朗伯比爾定律進行計算,得到碳化硅試樣中總碳的質(zhì)量分數(shù)。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,步驟(1)中,鐵粉中碳含量小于0.001%。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,步驟(1)中,陶瓷坩堝的尺寸根據(jù)碳硫測定儀的要求確定。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,步驟(2)中,碳化硅粉末粒度小于0.2mm,干燥無水分,總碳含量在20%~40%之間。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,步驟(3)中,鎢粉中碳含量小于0.001%,錫粉中碳含量小于0.001%。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,步驟(4)中,設(shè)置高頻感應(yīng)爐分析低功率為80~90%,分析高功率為92~98%。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,步驟(4)中,設(shè)置高頻感應(yīng)爐分析時間為40~60s。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,步驟(6)中,比較器水平為2%。
進一步的,如上所述的一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,碳硫分析儀的型號為CS600。
本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于:
成功建立了高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收法測定碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的檢測方法,利用發(fā)明內(nèi)容中列舉的實驗條件可以精確測定碳化硅復(fù)合材料中總碳的含量,報出了準確的檢測數(shù)據(jù),有效配合了專項生產(chǎn)的進行。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明。
本發(fā)明一種碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的測定方法,采用碳硫測定儀進行,包括以下步驟:
(1)用電子天平稱量0.5~1.5g鐵粉,將鐵粉置于陶瓷坩堝中,均勻鋪在陶瓷坩堝底部;鐵粉中碳含量小于0.001%,陶瓷坩堝的尺寸根據(jù)碳硫測定儀的要求確定;
(2)用電子天平稱量0.01~0.05g碳化硅粉末試樣,將稱量好的試樣置于陶瓷坩堝中;碳化硅粉末粒度小于0.2mm,干燥無水分,總碳含量在20%~40%之間;
(3)用電子天平稱量1.0~2.0g鎢粉、0.2~0.4g錫粉,將鎢粉、錫粉覆蓋于試樣上面;鎢粉中碳含量小于0.001%,錫粉中碳含量小于0.001%;
(4)將陶瓷坩堝連同試樣一起放置在高頻感應(yīng)爐內(nèi),開啟高頻感應(yīng)爐使試樣熔融燃燒;設(shè)置高頻感應(yīng)爐分析低功率為80~90%,分析高功率為92~98%,分析時間為40~60s;
(5)用高純氧氣將試料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳載帶進入二氧化碳吸收池,由碳檢測器對吸收的紅外光進行檢測,通過A/D轉(zhuǎn)換板將光信號轉(zhuǎn)化成電信號;
(6)設(shè)置比較器水平為1~3%,對形成的積分譜圖進行修正,計算峰面積;
(7)依據(jù)朗伯比爾定律進行計算,得到碳化硅試樣中總碳的質(zhì)量分數(shù)。
碳硫分析儀的型號為CS600。
上述方案中,測定結(jié)果精密度如下表所示。
表1總碳含量測定結(jié)果精密度
建立了高頻感應(yīng)燃燒-紅外吸收法測定碳化硅復(fù)合材料中總碳含量的檢測方法。通過選擇分析低功率、分析高功率、最短分析時間、比較器水平等,以0.03g碳化硅試樣計,方法精密度優(yōu)于3%。方法準確可靠,滿足該項目分析技術(shù)指標要求。