火花直讀光譜儀—在壓鑄鋁中多種元素測定的應用

  鋁是工業中應用非常普遍的一類有色金屬結構材料。在汽車用鋁合金中，壓鑄鋁合金制品在汽車用鋁中約占54%～70%。且我國汽車銷量已連續多年年占據世界第1，隨著汽車市場競爭愈加激烈，各制造廠商都在向高質量、高可靠性、輕量化、節能環保、低成本方向發展，且隨著汽車排放標準和國際環保政策的逐年加嚴，新能源汽車已成為未來汽車領域的重點發展方向，高標準韌、高質量新能源汽車結構部件(汽車車身、立柱、底盤、減震塔等)也越來越多需要采用壓鑄成形工藝來進行制造。這些都說明，鋁合金壓鑄在壓鑄行業內占有舉足輕重的地位，是壓鑄行業的主流。隨著汽車壓鑄鋁體量的增加，傳統手工測定方法已無法滿足鋁/鋁合金的冶煉過程控制、加工、使用場合的快速精確測定需求。

  針對此問題，鋼研納克生產的全新一代SparkCCD7000型火花直讀光譜儀采用高分辨率線陣CCD作為檢測器，實現全譜掃描，可以普遍適用于多種基體金屬樣品的全元素成分分析。其體積只相當于傳統的采用光電倍增管作為檢測器的火花光譜儀的1/3，無需增加硬件即可在現場增加分析元素或新的基體。其激發光源為激發能量、頻率連續可調全數字光源，只需20s-30s，即可同時得到鋁中多達幾十種元素的準確化學成分。

  【應用范圍】

  SparkCCD 7000火花直讀光譜儀內置工作曲線可以針對各種汽車鋁合金進行精密檢測。

  汽車用鋁主要包括：

  a) Al- Cu- Mg 系( 2000系)

  b) Al- Mg- Si 系( 6000 系)

  c) Al- Mg 系( 5000 系)

  d) Al- Mg- Zn- Cu 系( 7000 系)

  e) Al- Zn- Si 系( 7000 系)

  該光電直讀光譜儀采用多個CCD對可用范圍內的光譜譜線進行全譜掃描，可以檢測包括B、Li，Na，K等在內的幾十種元素。

  全數字固態光源，對不同材料設定適應的激發條件。采用大量有證參考物質(CRM)進行曲線繪制，并經過基體校正及第三元素干擾校正，可以保證曲線分析的準確度。

  數據結果

  良好的重復性是保證檢測結果準確的一個重要前提，下表中是鋁鎂合金的典型精度數據及與其他方法測定值對比結果。

  按照GB/T 14203-2016《火花放電原子發射光譜分析法通則》中關于長期精密度的測試方法，在一次標準化后，用同一均勻樣品考察4小時內儀器的長期精密度，結果如下表所示。

  鋁鎂鋅長期精密度：

  【結論】

  1、運用SparkCCD7000型光電直讀光譜儀分析鋁/鋁合金材料，在很短的時間內即可同時得到材料中的主量、微量及痕量元素的準確化學成分,準確度優于國標GB/T 7999-2015要求。

  2、 軟件操作簡單，儀器維護簡便，對操作人員技術水平要求不高，經過簡單培訓后，普通工人即可獨自操作。

  3、連續可調的光源參數，使儀器適合于各種不同類型的鋁合金材料分析。配備專門設計的特殊樣品夾具，可以適應多種不同形狀和尺寸的樣品分析。

  4、儀器配置靈活，可以在不增加硬件基礎上，在用戶現場增加分析通道或新的材料基體種類。儀器良好的擴充性，可以讓用戶輕松應對市場變化，隨時根據市場需求修改儀器檢測材料種類。

  5、儀器穩定性好，不需經常進行漂移校正，從而減少了標樣消耗和時間浪費，提高了生產效率，降低了檢測成本