Metall va ularning kompozit materiallarini ishlab chiqish va qo'llash ko'pincha samarali nazoratni va uglerod va oltingugurt miqdorini aniq aniqlashni talab qiladi. Metall materiallardagi uglerod asosan erkin uglerod, qattiq eritma uglerod va estrodiol uglerod, shuningdek, sirtni himoya qilish uchun gazsimon uglerod, karbonlashtiruvchi va qoplangan organik uglerod shaklida mavjud.
Hozirgi vaqtda metallardagi uglerod miqdorini tahlil qilish usullariga asosan yonish usuli, emissiya spektrometriyasi, gaz hajmiy usuli, suvsiz eritma titrlash usuli, infraqizil yutilish usuli va xromatografiya kiradi. Har bir o'lchash usuli ma'lum bir qo'llanish doirasiga ega bo'lgani uchun va o'lchov natijalariga ko'plab omillar ta'sir qiladi, masalan, uglerod shakli, oksidlanish jarayonida uglerodning to'liq chiqarilishi mumkinmi, bo'sh qiymat va hokazo, xuddi shu usul ma'lum darajaga ega. turli vaziyatlarda aniqlik. farq. Ushbu maqolada metallardagi uglerodning joriy tahlil usullari, namunalarni qayta ishlash, ishlatiladigan asboblar va qo'llash sohalari saralangan.
1. Infraqizil yutilish usuli
Infraqizil assimilyatsiya usuli asosida ishlab chiqilgan yonish infraqizil assimilyatsiya usuli uglerodni (va oltingugurtni) miqdoriy tahlil qilish uchun maxsus usul hisoblanadi.
Printsip CO2 hosil qilish uchun namunani kislorod oqimida yoqishdir. Muayyan bosim ostida infraqizil nurlarni yutuvchi CO2 energiyasi uning kontsentratsiyasiga mutanosibdir. Shuning uchun infraqizil absorber orqali oqib o'tadigan CO2 gazining energiya o'zgarishi uglerod miqdorini hisoblash uchun hisoblanishi mumkin.
rasm
Yonish-infraqizil assimilyatsiya usuli printsipi
So'nggi yillarda infraqizil gazni tahlil qilish texnologiyasi jadal rivojlandi va yuqori chastotali indüksiyon isitish yonishi va infraqizil spektrning assimilyatsiya tamoyillaridan foydalangan holda turli xil analitik asboblar ham tez paydo bo'ldi. Yuqori chastotali yonish infraqizil assimilyatsiya usuli bilan uglerod va oltingugurtni aniqlash uchun odatda quyidagi omillarni hisobga olish kerak: namunaning quruqligi, elektromagnit induktivlik, geometrik o'lcham, namuna o'lchami, turi, nisbati, qo'shilish ketma-ketligi va oqim miqdori, sozlash. bo'sh qiymat va boshqalar.
Usul aniq miqdoriy va kamroq shovqin elementlarining afzalliklariga ega. U uglerod tarkibining aniqligiga yuqori talablarga ega bo'lgan va ishlab chiqarishda sinov uchun etarli vaqtga ega bo'lgan foydalanuvchilar uchun javob beradi.
2. Emissiya spektroskopiyasi
Element issiqlik yoki elektr bilan qo'zg'atilganda, u asosiy holatdan qo'zg'aluvchan holatga o'tadi va qo'zg'aluvchan holat o'z-o'zidan asosiy holatga qaytadi. Hayajonlangan holatdan asosiy holatga qaytish jarayonida har bir elementning xarakterli spektral chiziqlari chiqariladi va tarkibni xarakterli spektral chiziqlarning intensivligiga qarab aniqlash mumkin.
rasm
Emissiya spektrometrining printsipi
Metallurgiya sanoatida ishlab chiqarishning dolzarbligi sababli, qisqa vaqt ichida o'choq suvidagi faqat uglerod tarkibini emas, balki barcha asosiy elementlarning tarkibini tahlil qilish kerak. Spark to'g'ridan-to'g'ri o'qish emissiya spektrometrlari barqaror natijalarni tezda olish qobiliyati tufayli sanoatning birinchi tanloviga aylandi. Biroq, bu usul namuna tayyorlash uchun maxsus talablarga ega.
Masalan, quyma temir namunalarini uchqun spektrometriyasi bilan tahlil qilganda, tahlil yuzasida uglerod karbidlar shaklida bo'lishi va bo'sh grafit bo'lmasligi kerak, aks holda tahlil natijalariga ta'sir qiladi. Ba'zi foydalanuvchilar yupqa tilim namunalarini tez sovutish va oqartirish xususiyatlaridan foydalanadilar va namunalar ingichka bo'laklarga aylantirilgandan so'ng, quyma temirdagi uglerod miqdori uchqun spektroskopik tahlil bilan aniqlanadi.
Uglerodli po'latdan yasalgan chiziqli namunalarni uchqun spektrometriyasi bilan tahlil qilishda namunalar qat'iy qayta ishlanishi va tahlilning aniqligini oshirish uchun namunalar tahlil qilish uchun kichik namunali tahlil moslamalari bilan "tik" yoki "tekis" uchqun stendiga joylashtirilishi kerak.
3. To'lqin uzunligi dispersiv rentgen usuli
To'lqin uzunligi dispersiv rentgen analizatorlari tez va bir vaqtning o'zida bir nechta elementlarni aniqlay oladi.
rasm
To'lqin uzunligi dispersiv rentgen-fluoresan spektrometrining printsipi
Rentgen nurlarining qo'zg'alishi ostida o'lchangan element atomlarining ichki qatlamidagi elektronlar energiya darajasining o'tishini boshdan kechiradi va ikkilamchi rentgen nurlarini chiqaradi (ya'ni rentgen nurlari floresansi). To'lqin uzunligi dispersiv rentgen-fluoresans spektrometri (WDXRF) yorug'likni bo'lish uchun kristalldan foydalanadi va keyin detektor difraksiyalangan xarakterli rentgen signalini oladi. Agar spektroskopik kristall va detektor sinxron ravishda harakatlansa va diffraktsiya burchagini doimiy ravishda o'zgartirsa, namunadagi turli elementlar tomonidan ishlab chiqarilgan xarakterli rentgen nurlarining to'lqin uzunligi va har bir to'lqin uzunligidagi rentgen nurlarining intensivligini olish va sifat va miqdoriy tahlil qilish mumkin. mos ravishda amalga oshirilishi mumkin. . Ushbu asbob 1950-yillarda ishlab chiqarilgan va u bir vaqtning o'zida murakkab tizimlarda bir nechta komponentlarni o'lchashi mumkinligi sababli e'tiborni tortdi. Ayniqsa, geologiya bo'limida ushbu asbob ketma-ket jihozlandi va tahlil tezligi sezilarli darajada yaxshilandi, bu muhim rol o'ynadi.
Biroq, yorug'lik elementi uglerodining xarakterli nurlanishining uzun to'lqin uzunligi va past floresan rentabelligi tufayli, po'lat kabi og'ir matritsali materiallarda matritsa tomonidan uglerodning xarakterli nurlanishining yutilishi va susayishi juda katta va hokazo. ko'pincha uglerodning XRF tahlilida muayyan muammolarni keltirib chiqaradi. qiyinchilik. Bundan tashqari, rentgen floresan asbobi bilan po'latdagi uglerodni o'lchashda, tuproq namunasi yuzasi doimiy ravishda 10 marta o'lchanadigan bo'lsa, uglerod tarkibi qiymati doimiy ravishda ortib borayotganini aniqlash mumkin. Shuning uchun bu usulni qo'llash birinchi ikkitasi kabi keng emas.
4. Suvsiz eritmani titrlash usuli
Suvsiz titrlash - suvsiz erituvchida titrlashni amalga oshirish usuli. Bu usul ba'zi kuchsiz kislotalarni va suvli eritmada titrlash mumkin bo'lmagan zaif asoslarni ularning kislotaligi va ishqoriyligini oshirish uchun tegishli erituvchi tanlagandan keyin titrlashi mumkin. Suvdagi CO2 eritmasi bilan hosil bo'lgan karbonat kislota zaif kislotalikka ega va turli organik reagentlarni tanlash orqali aniq titrlash mumkin.
Quyidagi suvsiz titrlash usuli keng tarqalgan:
① Namuna yuqori haroratda uglerod va oltingugurt analizatoriga mos keladigan elektr yoyli yonish pechida yondiriladi.
② Yonish natijasida ajralib chiqadigan karbonat angidrid gazi etanol-etanolamin eritmasi tomonidan so'riladi va karbonat angidrid etanolamin bilan reaksiyaga kirishib, nisbatan barqaror 2-gidroksietilamin karboksilik kislota hosil qiladi.
③ KOH yordamida suvsiz titrlash.
Ushbu usulda ishlatiladigan reagentlar zaharli, uzoq muddatli ta'sir qilish inson salomatligiga ta'sir qiladi va uni ishlatish qiyin, ayniqsa uglerod miqdori yuqori bo'lsa, eritma oldindan o'rnatilgan bo'lishi kerak va ehtiyot bo'lmasangiz, uglerod oqadi. uzoqda va natija past bo'ladi. Suvsiz titrlash usulida ishlatiladigan reagentlar asosan yonuvchan bo'lib, tajriba yuqori haroratli isitish operatsiyasini o'z ichiga oladi, shuning uchun operator etarli xavfsizlik xabardorligiga ega bo'lishi kerak.
5. Xromatografiya
Olovni atomizatsiya detektori gaz xromatografiyasi bilan birlashtirilgan, namuna vodorodda isitiladi, so'ngra chiqarilgan gazlar (masalan, CH4 va CO) olov atomizatsiyasi detektori-gaz xromatografiyasi yordamida aniqlanadi. Ba'zi foydalanuvchilar ushbu usuldan yuqori toza temirdagi uglerodning iz miqdorini tekshirish uchun foydalanadilar, tarkibi 4 ug / g va tahlil vaqti 50 minut.
Bu usul juda kam uglerodli tarkibga ega va test natijalariga yuqori talablarga ega foydalanuvchilar uchun javob beradi.
6. Elektrokimyoviy usul
Foydalanuvchi qotishma tarkibidagi past uglerod miqdorini aniqlash uchun potentsiometrik tahlildan foydalanishni joriy qildi: temir namunasi induksion pechda oksidlangandan so'ng, gazsimon mahsulotlarni tahlil qilish va o'lchash uchun kaliy karbonat qattiq elektrolitidan tashkil topgan elektrokimyoviy kontsentratsiyali hujayra ishlatilgan, shu bilan uglerod konsentratsiyasini aniqlaydi. Usul ayniqsa uglerodning juda past konsentratsiyasini aniqlash uchun mos keladi va tahlilning aniqligi va sezgirligi mos yozuvlar gazining tarkibini va namunaning oksidlanish tezligini o'zgartirish orqali nazorat qilinishi mumkin.
Ushbu usulning amaliy qo'llanilishi kamdan-kam uchraydi va ularning aksariyati eksperimental tadqiqot bosqichida qolmoqda.
7. Onlayn tahlil usuli
Po'latni tozalashda ko'pincha vakuumli pechda eritilgan po'latdagi uglerod miqdorini real vaqtda nazorat qilish kerak. Metallurgiya sanoati olimlari chiqindi gaz ma'lumotlari yordamida uglerod kontsentratsiyasini baholash misolini taqdim etdilar: vakuumli dekarburizatsiya jarayonida vakuum idishidagi kislorod iste'moli, eritilgan po'latdagi uglerod miqdorini baholash uchun kislorod va argonning kontsentratsiyasi va oqim tezligi.
Eritilgan po'latdagi iz uglerodini va tegishli asboblar va asboblarni tezda o'lchash usulini ishlab chiqqan foydalanuvchilar ham bor: tashuvchi gaz eritilgan po'latga puflanadi va eritilgan po'latdagi uglerod miqdori tashuvchidagi oksidlangan ugleroddan baholanadi. gaz.
Shu kabi onlayn tahlil usullari po'lat ishlab chiqarish jarayonida sifat menejmenti va ish faoliyatini nazorat qilish uchun javob beradi.
