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固体中氧分析原理
氧在固态钢中的溶解度很小,大部分以氧化物形式存在,如 AL2O3、SiO2、MnO、FeO、TiO2、Cr2O3、MgO、ZrO2、CaO、Fe2O3、Fe3O4。这些氧化物夹杂很少以简单氧化物形式存在,常以各种复杂氧化物形式存在,如
MnO-SiO2-Al2O3系氧化物,含有钢玉、石英、锰尖晶石等;FexMn1-xO-SiO2-Al2O3氧化物,含有铁尖晶石;MgO-SiO2-Al2O3 系氧化物和 CaO-SiO2-Al2O3 系氧化物。这些非金属夹杂会导致钢的机械性能(如张力、延展性、硬度和疲劳性)、物理性能(如密度、热膨胀性和比热容)、抗腐蚀性(湿度和高温)和可焊接性显著下降。氧的检测通过红外分析器来完成。红外分析器由红外光源发出稳定的光信号,经过切光器,调制为光脉冲(交流光信号),交替通过气室的不同测量池,被检测器吸收。当测量池通入零气时,仪器的输出信号为零。当测量池中通入被测气时,测量池中的辐射能量被相应吸收,经放大器后便产生一个与被测气浓度成某种函数关系的电压信号,该微量信号经放大处理输出到计算机的数据采集板,经计算机软件采集、处理、积分、运算,得到被测样品所含氧的质量分数。
氧氮氢分析仪的现状
20 世纪 70 年代中期已有一代脉冲-色谱热导氧氮联测仪商品仪器,80 年代出现第二代配置微机的脉冲-红外热导氧氮联测仪商品仪器,90 年代初第三代配置计算机的脉冲-红外热导氧氮联测仪商品仪器问世,90 年代末又出现给第二代商品仪器配置计算机的改进型的脉冲-红外热导氧氮联测仪商品仪器。目前,在国外氧氮仪的市场上,美国力可公司、日本崛厂、德国埃尔特公司的产品占据着主要地位。国内从二十世纪 70 年代引进美国仪器开始,到 90 年代德国仪器进入,至今 30 多年的时间中,由于缺少自己的产品,氧氮仪市场一直被这三家公司所垄断。20 世纪 70 年代1开始至 80 年代初,有些科研院所与分析仪器厂合作,开发研制了脉冲气相色谱氢氧联测仪,但尚未得到推广应用。而脉冲-红外热导氧氮联测仪则市场上没有国产的商品仪器,国内各单位尚未开展该类仪器的研制工作。80年代 钢铁研究总院研制出了 DCY-I 脉冲热导氮测定仪,后续北京纳克分析仪器有限公司开发研制了 O-3000 氧氮分析仪, 大量投放市场,逐渐打破国外的垄断。
钢中氧对钢材性能的影响
氧对于把铁冶炼成钢是不可缺少的。铁中的杂质元素碳、硅、锰、磷、硫等就是通过氧化来去除或使之降低到需要的程度。但是在冶炼结束时,钢液中如残留过多的氧,钢液凝固后会在钢锭内部产生大量的气泡和非金属夹杂物,影响钢材质量,因此钢液成份达到所炼钢种的要求后,又必须采取加入脱氧剂的方式来降低钢液中的氧含量,但总会有少量氧主要以氧化物夹杂的形态存在于钢中。
脉冲熔融-红外吸收光谱法测定铁合金粉末中氧
铁合金主要用于钢铁冶炼, 根据炼钢需要,按合金元素含量或含碳高低规定许多等
级,并严格限定氧等杂质的含量。 采用脉冲熔融-红外吸收光谱法, 利用氧分析仪,考察了不同的铁合金中氧的释放情况,通过对助熔剂、分析功率等分析条件的优化,实现了对不同铁合金中氧元素含量的快速测定,
分析稳定性良好 ,结果标准偏差分别为
RSD=2.24%(n=7), RSD=1.62%(n=7),能很好的满足生产需要。