專利名稱：用于x射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法。
背景技術(shù)：
鋁鎂鈣鐵合金是一種新型的煉鋼脫氧劑，具備低硅、低碳、低硫等特點(diǎn)，對(duì)于冶煉低硅鋼時(shí)比硅鐵、硅鈣等高硅鐵合金有著無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。鋁鎂鈣鐵合金中的元素含量不僅是煉鋼工藝參數(shù)調(diào)整的重要依據(jù)，同時(shí)也是大多數(shù)出售和采購該類鐵合金的公司進(jìn)行價(jià)格核算的依據(jù)，所以準(zhǔn)確測(cè)定鋁鎂鈣鐵合金中元素含量至關(guān)重要。但目前并沒有相關(guān)鋁鎂鈣鐵合金的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)使用者均采用傳統(tǒng)濕法化學(xué)進(jìn)行元素測(cè)定，過程繁瑣?，F(xiàn)代儀器分析方法如X射線熒光光譜法具有簡便、快速的特點(diǎn)，但該法一般需倚賴大量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，而鋁鎂鈣鐵合金作為一種新型的鐵合金，目前并沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)樣品，所以該法受到部分限制。所幸的是，在X射線熒光光譜法的熔融制樣法中，不但具有人工合成標(biāo)準(zhǔn)樣品的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠克服樣品的粒度效應(yīng)和礦物效應(yīng)，提高分析準(zhǔn)確度， 實(shí)現(xiàn)快速分析鋁鎂鈣鐵合金的難題。但在采用熔融法分析鐵合金時(shí)，由于熔融溫度高，試樣會(huì)對(duì)制樣器皿——鉬金坩堝造成強(qiáng)烈腐蝕，所以一般認(rèn)為不可行，成為分析界的難題。邯鋼理化檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)于采用熔融法分析鐵合金已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，如專利CN200910074796. 4和 CN201010111253.8所述，對(duì)于常規(guī)鐵合金如硅鐵、錳鐵等均已實(shí)現(xiàn)了熔融法測(cè)定，但作為新型鐵合金的鋁鎂鈣鐵合金并沒有涉及。

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(huì)對(duì)貴重鉬金坩堝產(chǎn)生腐蝕的用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是先用四硼酸鋰在鉬金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護(hù)壁；再將鋁鎂鈣鐵樣品、碳酸鋰和碘化鉀放入掛有保護(hù)壁的鉬金坩堝內(nèi)， 混勻，然后覆蓋一層四硼酸鋰；然后對(duì)鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行預(yù)氧化；最后把氧化好的鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行熔融，冷卻即得鋁鎂鈣鐵合金的玻璃熔片。本發(fā)明進(jìn)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(hù)壁；
(2)取鋁鎂鈣鐵樣品、碳酸鋰和碘化鉀放入鉬金坩堝中，混勻，然后在其上覆蓋四硼酸
鋰；
(3)把鉬金坩堝放入800°C的馬弗爐中，對(duì)鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行預(yù)氧化15 20min ；
(4)把氧化好的鋁鎂鈣鐵樣品放入熔樣爐內(nèi)，進(jìn)行熔融；(5)取出熔制好的鋁鎂鈣鐵樣品，冷卻至室溫，即得鋁鎂鈣鐵合金的玻璃熔片。進(jìn)一步的，本發(fā)明所述步驟(1)中四硼酸鋰的用量可根據(jù)坩堝大小做適當(dāng)調(diào)整，最好為 5. OOOOg 8. OOOOg。進(jìn)一步的，本發(fā)明所述步驟(2)中，鋁鎂鈣鐵樣品與碳酸鋰的重量比為1:5 10， 鋁鎂鈣鐵樣品的用量為0. 2000 0. 5000g ；碘化鉀的用量為0. 5000g ；四硼酸鋰的用量為 1. 0000 3. OOOOg。進(jìn)一步的，本發(fā)明所述步驟(3)中，鉬金坩堝先在馬弗爐門口預(yù)熱1 2min，然后再緩慢逐步移入爐膛內(nèi)進(jìn)行預(yù)氧化。更進(jìn)一步的，本發(fā)明所述步驟(4)中，熔融溫度為1050°C ；熔融過程前靜置時(shí)間 3min，爐體擺動(dòng)時(shí)間15min，后靜置時(shí)間2min。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于首先利用碳酸鋰對(duì)鋁鎂鈣鐵進(jìn)行預(yù)氧化，然后在熔樣爐中進(jìn)行高溫熔融制成均勻玻璃熔片的方法。采用該方法可在不對(duì)貴重鉬金坩堝產(chǎn)生腐蝕的前提下制成玻璃熔片；其制樣時(shí)間短，制出的玻璃熔片均勻完美，可完全消除礦物效應(yīng)和粒度效應(yīng)。所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(zhǔn)確可靠，符合現(xiàn)代企業(yè)對(duì)檢測(cè)化驗(yàn)數(shù)據(jù)快速化、準(zhǔn)確化的需要。本發(fā)明方法安全可靠、操作簡單、重現(xiàn)性好，拓寬了 X射線熒光光譜法的應(yīng)用范圍。
具體實(shí)施例方式本用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法包括掛壁、預(yù)氧化、 熔融等步驟，通過預(yù)氧化來氧化鋁鎂鈣鐵合金中的單質(zhì)類物質(zhì)，從而消除熔融過程對(duì)鉬金坩堝的腐蝕。預(yù)氧化的技術(shù)難點(diǎn)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。本法明中氧化劑的選取機(jī)理如下對(duì)于碳酸鋰高氧化活性的機(jī)理通常認(rèn)為是由其在高溫下分解釋放的二氧化碳來實(shí)現(xiàn)的。碳酸鋰的分解溫度在700 800°C之間， 不同氣氛下分解溫度稍有差異。當(dāng)樣品溫度被加熱至700°C時(shí)碳酸鋰開始分解釋放二氧化碳，氧化反應(yīng)發(fā)生，一直持續(xù)到碳酸鋰分解完全。由于該狀態(tài)是一個(gè)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(duì)試樣和氧化劑的充分混合接觸十分有利，而表面覆蓋的四硼酸鋰又防止了樣品的噴濺。同時(shí)，因?yàn)樗呐鹚徜嚨娜埸c(diǎn)為921°C，而預(yù)氧化是在800°C下的馬弗爐內(nèi)進(jìn)行，所以四硼酸鋰在坩堝內(nèi)壁形成的保護(hù)壁在800°C氧化時(shí)，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(gè)氧化過程中，單質(zhì)金屬?zèng)]有機(jī)會(huì)和鉬金器皿接觸，使得整個(gè)預(yù)氧化過程能夠在安全可靠的條件下進(jìn)行。下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明方法。實(shí)施例1 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，在鉬金坩堝內(nèi)掛一層有一定高度且均勻的保護(hù)壁；
2、稱取0.2000g鋁鎂鈣鐵樣品、0. 5000g碘化鉀和1. 5000g碳酸鋰，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(jìn)行預(yù)氧化，此過程應(yīng)讓鉬金坩堝在爐門口預(yù)熱1.5min，然后分步緩慢進(jìn)入爐膛約ISmin即可，氧化完全后的樣品應(yīng)為可流動(dòng)的液體，且試樣內(nèi)沒有黑色顆粒物；
5、把氧化好的樣品放入熔樣爐內(nèi)，熔融溫度1050°C，熔融過程前靜置時(shí)間3min，爐體擺動(dòng)時(shí)間15min，后靜置時(shí)間2min ；
6、取出，冷卻后得到均勻完美的鋁鎂鈣鐵合金玻璃熔片。實(shí)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1050°C下熔融，取出后緩慢旋轉(zhuǎn)坩堝，在鉬金坩堝內(nèi)掛一層有一定高度且均勻的保護(hù)壁；
2、稱取0.5000g鋁鎂鈣鐵樣品、0. 5000g碘化鉀和2. 5000g碳酸鋰，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1.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(jìn)行預(yù)氧化，此過程應(yīng)讓鉬金坩堝在爐門口預(yù)熱l.Omin，然后分步緩慢進(jìn)入爐膛約15min即可，氧化完全后的樣品應(yīng)為可流動(dòng)的液體，且試樣內(nèi)沒有黑色顆粒物；
5、把氧化好的樣品放入熔樣爐內(nèi)，熔融溫度1050°C，熔融過程前靜置時(shí)間3min，爐體擺動(dòng)時(shí)間15min，后靜置時(shí)間2min ；
6、取出，冷卻后得到均勻完美的鋁鎂鈣鐵合金玻璃熔片。實(shí)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，在鉬金坩堝內(nèi)掛一層有一定高度且均勻的保護(hù)壁；
2、稱取0.2500g鋁鎂鈣鐵樣品、0. 5000g碘化鉀和2. 5000g碳酸鋰，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3.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(jìn)行預(yù)氧化，此過程應(yīng)讓鉬金坩堝在爐門口預(yù)熱2. Omin，然后分步緩慢進(jìn)入爐膛約20min即可，氧化完全后的樣品應(yīng)為可流動(dòng)的液體，且試樣內(nèi)沒有黑色顆粒物；
5、把氧化好的樣品放入熔樣爐內(nèi)，熔融溫度1050°C，熔融過程前靜置時(shí)間3min，爐體擺動(dòng)時(shí)間15min，后靜置時(shí)間2min ；
6、取出，冷卻后得到均勻完美的鋁鎂鈣鐵合金玻璃熔片。試驗(yàn)例利用本熔融制樣方法所得鋁鎂鈣鐵合金玻璃熔片的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性試驗(yàn)。第一，標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立
鋁鎂鈣鐵樣品選用某一鐵礦石和某一鋁礬土進(jìn)行復(fù)配，由于鐵礦石和鋁礬土中物質(zhì)形態(tài)為氧化物形態(tài)，所以稱量的時(shí)候換算成元素質(zhì)量折算成總質(zhì)量為0. 2000g后進(jìn)行，如表1 所示；同時(shí)又引入一組硅鐵國家標(biāo)準(zhǔn)樣品作為鈣的校準(zhǔn)值。熔制出玻璃熔片后，測(cè)量各元素的熒光強(qiáng)度并繪制校準(zhǔn)曲線。
權(quán)利要求
1.一種用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法，其特征在于先用四硼酸鋰在鉬金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護(hù)壁；再將鋁鎂鈣鐵樣品、碳酸鋰和碘化鉀放入掛有保護(hù)壁的鉬金坩堝內(nèi)，混勻，然后覆蓋一層四硼酸鋰；然后對(duì)鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行預(yù)氧化； 最后把氧化好的鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行熔融，冷切即得鋁鎂鈣鐵合金的玻璃熔片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法， 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(hù)壁；(2)取鋁鎂鈣鐵樣品、碳酸鋰和碘化鉀放入鉬金坩堝中，混勻，然后在其上覆蓋四硼酸鋰；(3)把鉬金坩堝放入800°C的馬弗爐中，對(duì)鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行預(yù)氧化15 20min ；(4)把氧化好的鋁鎂鈣鐵樣品放入熔樣爐內(nèi)，進(jìn)行熔融；(5)取出熔制好的鋁鎂鈣鐵樣品，冷卻至室溫，即得鋁鎂鈣鐵合金的玻璃熔片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法， 其特征在于所述步驟(1)中四硼酸鋰的用量為5. OOOOg 8. OOOOgo
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法， 其特征在于所述步驟(2)中，鋁鎂鈣鐵樣品與碳酸鋰的重量比為1:5 10，鋁鎂鈣鐵樣品的用量為0. 2000 0. 5000g ；碘化鉀的用量為0. 5000g ；四硼酸鋰的用量為1. 0000 3. OOOOg0
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法， 其特征在于所述步驟(3)中，鉬金坩堝先在馬弗爐門口預(yù)熱1 2min，然后再緩慢逐步移入爐膛內(nèi)進(jìn)行預(yù)氧化。
6.根據(jù)權(quán)利要求2— 5所述的任意一種用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法，其特征在于所述步驟(4)中，熔融溫度為1050°C;熔融過程前靜置時(shí)間3min， 爐體擺動(dòng)時(shí)間15min，后靜置時(shí)間2min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于X射線熒光光譜分析的鋁鎂鈣鐵合金的熔融制樣方法，其特征在于先用四硼酸鋰在鉑金坩堝內(nèi)掛一層均勻的保護(hù)壁；再將鋁鎂鈣鐵樣品、碳酸鋰和碘化鉀放入掛有保護(hù)壁的鉑金坩堝內(nèi)，混勻，然后覆蓋一層四硼酸鋰；然后對(duì)鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行預(yù)氧化；最后把氧化好的鋁鎂鈣鐵樣品進(jìn)行熔融，冷卻即得鋁鎂鈣鐵合金的玻璃熔片。本方法具有制樣時(shí)間短，制出的玻璃熔片均勻完美，可完全消除礦物效應(yīng)和粒度效應(yīng)的特定。所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(zhǔn)確可靠，符合現(xiàn)代企業(yè)對(duì)檢測(cè)化驗(yàn)數(shù)據(jù)快速化、準(zhǔn)確化的需要。本方法安全可靠、操作簡單、重現(xiàn)性好，拓寬了X射線熒光光譜法的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)G01N23/223GK102331364SQ201110165958
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月20日
發(fā)明者商英, 張軍, 徐靜, 李蘭群, 李志明, 滕海雨, 王彬果, 米東海, 趙靖, 韓斌 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司邯鄲分公司