稀有金屬鈦在自然界中的存在分散且難于提取,因此關于鈦的分析和檢測技術成為近年來的研究熱點.稀有金屬鈦作為材料而言,具有可塑性,并且高純鈦的延伸率可達50%~60%,斷面收縮率可達70%~80%,但收縮強度低(即收縮時產生的力度)。
另外,由于鈦中雜質的存在,對其機械性能影響極大,一方面可能會大大提高鈦的強度,另一方面,由于雜質的存在又會顯著降低其塑性,鈦作為結構材料所具有的良好機械性能,是通過嚴格控制其中適當的雜質含量和添加合金元素而達到的。
近年來,鈦及鈦合金中雜質元素的檢測越來越受到研究人員的廣泛關注.特別是應用儀器分析技術,通過探頭或傳感器、放大器、分析轉化器等轉變成人可直接感受的已認識的關于物質成分、含量、分布或結構等信息的分析方法,已成為金屬及合金材料的重要檢測技術。
原子光譜儀器在鈦及鈦合金分析中的應用
原子發(fā)射光譜方法是將欲分析的物質置于電極上并用光源(如電弧或火花等)激發(fā)發(fā)光,然后經分光裝置分離成線光譜,最后用照相或光電方法記錄下來的一種光學分析方法。例如,王曉旋等采用火花放電原子發(fā)射光譜法測定鈦及鈦合金中碳、鐵、鋁和釩的含量。通過對鈦合金樣品的表面處理方式、氬氣流量和壓力、類型標準化等參數的摸索,確立了一套系統(tǒng)的分析方法。結果表明,4種元素測定的相對標準偏差在0.40%~6.8%間,測定結果和化學濕法分析結果相比基本一致,比較適合批量檢測。
氣體元素分析儀器測定鈦及鈦合金應用
氣體元素分析主要是氣體分析專用儀器,如氧分析儀、氮氫氧分析儀、碳硫分析儀。氧含量的測定主要是惰氣熔融-紅外吸收法,氮含量的測定主要是脈沖惰氣熔融-熱導法,氫含量的測定主要是惰氣熔融-紅外吸收法或熱導法,碳硫含量的測定主要是高頻燃燒紅外吸收法。例如,王寬等對惰氣熔融-紅外吸收法測定鈦鉬合金中氧含量的分析方法進行了研究。其最佳分析條件為:稱取0.06g樣品于0.85g鎳籃中,投入石墨坩堝中進行測定,控制分析功率為5.0kW,分析時間為40s,使用鈦標樣501-657建立校準曲線,得到回歸方程為y=1.33688x。利用3倍空白標準偏差計算得到氧的檢出限為0.00022%。采用該方法測定了2個鈦鉬合金樣品中氧的含量,測定結果的相對標準偏差(RSD,n=11)分別為2.0%和3.3%。該方法加標回收率在95%-103%之間.
隨著科學技術的不斷發(fā)展,現代社會對于合金材料的質量要求變得越來越高,而要想保證合金材料的材質能夠符合要求,則必須要控制好合金材料中各元素的含量,因此,對于合金材料中化學元素分析方法的研究是非常具有現實意義的。通過對鈦及其合金的儀器分析法發(fā)現,鈦及鈦合金化學成分的定性或定量檢測可以通過大規(guī)模使用儀器分析去實現,并且具有簡便快速,精準度高、重復性好的優(yōu)點,特別對于微量、痕量成分的分析,有利于大大提高工作效率。
值得注意的是,合金材料中化學元素的分析方法多種多樣,每種方法也都有著不同的使用范圍、優(yōu)勢特點以及局限性,因此,在實際分析時,必需結合實際情況進行具體選擇,以達到快速、準確地測定鈦及鈦合金化學成分含量的目的。