YS/T482 - 2022 铜及铜合金分析方法 火花放电原子发射光谱法
发表时间:2025-07-15
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一、适用范围
本标准适用于铜及铜合金中铅、铁、铋、锑、砷、锡、镍、锌、磷、硫、锰、硅、铬、铝、银、锆、镁、硒、碲、钴、镉、硼、钛、铍等 24 种元素含量的测定。相比 2005 版新增了硼(B)、钛(Ti)、铍(Be)三种元素的测定,能更好地适应新型铜合金研发需求 。

二、方法原理
将制备好的铜及铜合金块状样品,在火花光源作用下与对电极间放电。在高温和惰性气氛(通常为氩气)中,样品形成等离子体,被测元素原子被激发,电子在不同能级间跃迁。从高能级向低能级跃迁时,产生特征谱线。通过确定特征谱线的波长和强度,实现对各元素的定性与定量分析 。
三、仪器设备要求
1.激发系统:光源发生器产生火花放电,使样品蒸发、激发发光;发光部件包含火花室、样品电极和对电极,火花室与光室相连,其供气系统置换空气并提供气体气氛,样品电极和对电极通过工作气体离子激发样品发光 。
2.光学系统:作用是将复合光色散成单色光,由聚焦透镜、入射狭缝系统、分光元件和出射狭缝系统组成。聚焦透镜聚集光源光并导入光室 。
3.测光系统:由光电转换检测器和数据处理系统组成,测量元素谱线发光强度,并将读数换算为元素百分含量 。
4.控制系统:自动向光谱仪器各部分发动作指令,完成分析过程并维持仪器稳定 。
5.附属装置:包括供气装置(含气体减压表、容器、净化器,提供纯度≥99.995% 的氩气)、取样装置(从铁水等取样的模具)、制样设备(如高速切割机、磨床等)和小样品夹具(便于装夹小样品)。
四、操作流程
1.样品准备:
标准样品:用于绘制校准曲线,化学性质和组织结构与分析样品相近,涵盖分析元素含量范围且有适当梯度,含量用准确方法定值 。
标准化样品:修正仪器测量值对校准曲线的偏离,需均匀且能产生稳定谱线强度 。
控制样品:化学成分和组织结构与分析样品相近,可取自熔融金属铸模成型或金属成品 。
分析样品:在能代表平均化学成分的部位取样 。
2.取样及制样:按 GB/T20066 及相关规定进行。从铁水等取样要保证样品均匀、无缩孔和裂纹;制取铸态样品时,常用铝脱氧(脱氧剂含量不超 0.35%);铸铁样品要充分白口化。制样时避免污染,分析样品、标准样品等制备条件保持一致 。
3.测量条件设置:
激发系统:根据样品种类、分析元素及含量范围,预先设定光源发生器电路参数、工作气体压力和流量。仪器通电稳定后,调整电极间隙至规定距离,定期用极距规检查;调整气体流量,使激发和间歇时流量符合仪器规定 。
光学系统:污染时清理聚焦透镜或石英保护片;真空型光室保持真空度,充气型光室用高纯惰性气体保护,维持光室内气体压力恒定且略高于大气压;调整谱线位置 。
4.分析检测:将制备好的样品置于仪器中,按照设定条件激发样品,测量各元素特征谱线强度,通过校准曲线计算元素含量 。
五、检测下限与应用优势
检测下限得到显著提升,如铅(Pb)的检测下限从 2005 版的 0.0005% 降至 2022 版的 0.00010%,检测灵敏度提升 5 倍。该标准将硒(Se)的检测上限从 0.10% 扩展至 50.00%,满足了光伏用铜带等新能源材料的检测需求。仪器从光电倍增管升级为 CCD 检测器,可实现多元素同步测定,提高检测效率和准确性 。