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　　金屬材料包括純金屬、合金、特殊金屬等，可廣泛應(yīng)用于航空、機械、計算機硬件等各個領(lǐng)域。隨著各行業(yè)對金屬材料需求的不斷增長，出現(xiàn)了一些復(fù)雜的材料。金屬成分是決定材料性能的主要因素。只有了解金屬成分和性能，我們才能更好地將材料應(yīng)用于產(chǎn)品中。

　　在生產(chǎn)活動中，我們經(jīng)常面臨兩個問題，一個是什么是什么材料，另一個是金屬材料是否符合所需的材料要求。通過分析金屬材料的成分，我們可以了解材料的成分，從而監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，分析問題產(chǎn)品，分析原因，消除隱患。

　　金屬材料分析相關(guān)知識

　　自然界約有70種金屬，包括鐵、銅、鋁、錫、鎳、金、銀、鉛、鋅等。合金是指兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬結(jié)合而成的具有金屬特性的材料。常見的合金，如由鐵和碳組成的鋼合金；由鐵、鉻和鎳組成的不銹鋼；由銅和鋅組成的黃銅。

　　金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特殊金屬材料。

　　黑色金屬又稱鋼材，包括純鐵、2%~4%鑄鐵、2%以下碳鋼、結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、工具鋼、高溫合金、精密合金等。廣義上的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。

　　鐵是地球上最豐富、最便宜的金屬元素，幾乎是所有行業(yè)不可或缺的基本材料。它充斥著冰箱、廚具、洗衣機、汽車、鐵路、電車、鐵橋、船舶、電塔、建筑、工廠和機械。

　　有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀土金屬等。合金的強度和硬度一般高于純金屬，電阻大，電阻溫度系數(shù)小，綜合機械性能好。常用的有色合金有鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金、錫合金、鈦合金、鋅合金等。廣泛應(yīng)用于機械制造、建筑、電子、航空航天、核能利用等領(lǐng)域。

　　金屬材料分析測試方法

　　隨著金屬材料成分分析測試方法的不斷發(fā)展，從傳統(tǒng)的滴定法、分光光度法到等離子體發(fā)射光譜法、火花直讀光譜法等新的測試方法，可以同時測試多個元素，提高效率和準(zhǔn)確性。不同測試方法的原理和特點如下：

　　1.分光光度法

　　分光光度法是對金屬元素進(jìn)行定量分析的一種分析方法，通過確定被測物質(zhì)特定波長范圍內(nèi)的吸光度和發(fā)光強度，對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析。它具有應(yīng)用廣泛、靈敏度高、選擇性好、精度高、分析成本低等特點。缺點是一次只能分析一個元素。檢測儀器包括紫外光度計、可見光度計和紅外光度計。

　　2.滴定法

　　滴定法是用標(biāo)準(zhǔn)濃度的試驗試劑測試溶液中所含的金屬成分。金屬成分與試劑充分反應(yīng)后，可達(dá)到最終滴定終點。該方法適用于測試含量超過1%的各種物質(zhì)。該方法的主要缺點是效率低下。

　　3.原子光譜分析法

　　原子光譜分析法可分為原子吸收光譜法和原子發(fā)射光譜法，是一種傳統(tǒng)的金屬材料成分分析技術(shù)，原子吸收光譜法的原理是通過基態(tài)原子外電子對可見光和紫外線對應(yīng)原子共振輻射的吸收強度來定量分析被測元素的含量。該方法特別適用于氣態(tài)原子吸收光輻射，具有靈敏度高、抗干擾能力強、選擇性強、分析范圍廣、精度高等優(yōu)點。但也有缺陷，不能同時分析多種元素，測量難溶元素時靈敏度低，測量一些復(fù)雜樣品時效果差。

　　原子發(fā)射光譜法的原理是在電或熱刺激下通過各元素離子或原子發(fā)射特殊電磁輻射。該方法采用發(fā)射定性定量分析元素，可同時測試多種元素，樣品消耗少，也能快速得到測量結(jié)果，一般檢測整批樣品，但精度差是其致命缺點，只能分析金屬材料的成分，對大多數(shù)非金屬成分無助。

　　4.X射線熒光光譜法

　　X射線熒光光譜法多用于測量金屬元素，也是金屬材料成分的常用測量方法。其測試原理是：基態(tài)原子在不受刺激的情況下處于低能狀態(tài)，一旦被一定頻率的輻射線刺激，就會變成高能狀態(tài)，在高能狀態(tài)下發(fā)射熒光。這種熒光波長非常特殊，樣品的元素類型可以通過測量X射線熒光光譜的波長來測量。將標(biāo)準(zhǔn)樣品的譜線強度作為比較被測樣品的譜線，即可測量元素的含量。該方法是定性半定量的方法，主要用于金屬成分分析中的一般含量。

　　5.電感耦合等離子體光譜法

　　電感耦合等離子體發(fā)射光譜法是目前應(yīng)用最廣泛的方法。其原理是利用金屬元素產(chǎn)生電子跳躍，在光譜線上表現(xiàn)出一定的強度和測量元素和含量，測試范圍廣，靈敏度高，分析速度快，精度高，可以在標(biāo)記線下批量樣品測試，同時測試多個元素。

　　6.火花直讀光譜法

　　火花直讀光譜儀利用電弧（或火花）的高溫，使樣品中的元素從固態(tài)直接氣化并受到刺激，發(fā)出各元素的特征波長。用光柵分光后，成為按波長排列的光譜。這些元素的特征光譜線通過發(fā)射狹縫進(jìn)入各自的光電倍增管，光信號變成電信號，電信號積分通過儀器控制測量系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為模具/數(shù)，然后由計算機處理，測試每個元素的百分比含量。該方法具有較高的準(zhǔn)確性，可同時分析多元素，和分析中同時獲得數(shù)十種元素的定性和定量分析結(jié)果。該方法具有較高的準(zhǔn)確性，可同時分析多元素，十個元素的定性和定量分析結(jié)果。簡單易行，分析速度快。合金鋼或有色合金的幾十種元素含量可在20秒內(nèi)同時測量。不要消耗昂貴的化學(xué)試劑或特殊輔料。固體樣品可直接測試。缺點是對樣品的形狀和尺寸有一定的要求。

　　7.碳硫分析

　　碳和硫是金屬材料中的主要測試元素，特別是在鋼材金屬中，上述方法不能直接準(zhǔn)確定量碳和硫。因此，碳硫分析儀需要測試碳硫元素。樣品中的碳硫在富氧條件下高溫加熱，氧化成二氧化碳和二氧化硫氣體。處理后，氣體進(jìn)入相應(yīng)的吸收池，吸收相應(yīng)的紅外輻射，由探測器轉(zhuǎn)發(fā)為信號，并通過計算機處理輸出結(jié)果。該方法具有準(zhǔn)確、快速、靈敏度高的特點，可采用高低碳硫含量。

　　8.氧氮分析

　　氧氮分析儀是由紅外探測器和熱導(dǎo)探測器通過氧氮分析儀在惰性氣氛中通過脈沖加熱分解樣品，分別測量各種鋼、有色金屬和新材料中的氧、氮含量。精度高，檢測限制低。