热化学反应在矿物原料发射光谱分析上的应用

在原子发射光谱分析方法中,利用碳电极中所发生的热化学反应来降低分析检出限,是一个简便而有效的途径。这个方法的实质是:矿物原料中的被测元素与加入的热化学试剂,在室电极中,在高温电弧加热的条件下,发生异相化学反应。使杂质元素转变为易挥发的化合物。从而实现基体元素与杂质元素的有效分离。使电弧等离子体中痕量杂质元素的原子浓度相对于基体原子有很大的提高。因此,杂质元素谱线就大为增强,而由于基体元素所造成的光谱背景则大为减弱。因而使分析检出限得到极大的改善。碳电极中的热化学反应能否发生,以及反应进行的快慢程度,可根据热力学定律的计算,从反应前后的自由能变化来进行判断。我们从热力学的角度出发,同时考虑到反应动力学方面的因素,找到了适用于矿物原料中某些杂质元素的相适的热化学试剂和适宜的反应条件。并在实际分析中取得了满意的结果。     

卤化反应电弧蒸发粉末法ICP-AES分析的初步研究

固体进样是ICP-AES试样引入系统的薄弱环节,也是当前极感兴趣的热门课题。直至目前,固体试样引入ICP的方式已相当繁多,但其实际应用远不如溶液法那样成熟。粉末法和溶液法有着各自的优点和缺点。本文提出一种卤化蒸发装置,并以卤化反应电弧蒸发粉末试样的手段,试图解决粉末法ICP-AES所存在的问题。     

电极形状和载体在溶液干渣法中对谱线强度的影响

前言在溶液光谱分析中,通常是采用平头电极干渣法,该方法的优点是具有较低的检测限和操作简单。但是在干渣较多时,由于在炭电极头上粘结不牢固,在起弧时易喷溅,而直接影响分析结果的重现性和方法的准确度。因此,在实际工作中怎样选择电极形状和尺寸将成为该方法不可忽视的方面。然而过去在这方面的研究还不多。众所周知,影响谱线强度主要取决于弧焰的温度和电弧中的电子浓度,同时还取决于从电极中元素的蒸发速度和电弧蒸气的利     

TlCl及TlBr中的激子发光——电场调制的激发光谱

铊的卤化物中激子的辐射衰减过程被认为是与这些卤族元素的特征带结构有关的。TlCl及TlBr发光的激发光谱和间接带半导体的特别相似,由此,曾经设想:这些卤化     

强流脉冲电弧作用下石墨电极蒸发特性

气体开关电弧的热侵蚀作用是电极损耗的主要成因。石墨电极在电弧作用下发生蒸发并在多次放电后有明显的质量损耗,改变了开关内的气体环境和电极间距,导致开关动作可靠性降低。为研究石墨电极在脉冲电弧冲击下的侵蚀特征,基于开关电弧瞬态扩散特征和石墨材料参数,在弧根区域建立了电弧-电极能量耦合模型,得到了等离子体-固体区域的传热特性。考虑石墨电极的相变特征,计算瞬态热作用下石墨电极的加热范围以及临界相变点,研究瞬态电弧热冲击作用下的石墨电极相变机制。研究结果表明,电弧-电极界面热流主要集中在电弧接触面中心,电弧沉积的能量密度最高可达109 W/m2,石墨在电流上升初期基本处于加热状态,在能量积聚作用下,石墨转变为升华状态,传热强度随半径急剧衰减,蒸发区域略小于电弧半径。通过实验记录了5种开关工况下石墨电极烧蚀形貌和质量损失情况,结果表明,电极质量损失与电弧沉积在电极表面的能量线性相关,近似为0.015 mg/J。研究了电弧关键参数对电极质量损失速率的影响,为延缓电极损耗提供数据支撑。     

用电弧摄谱法测定3003铝合金中的微量铅

本文研究了ＡＡ３００３铝合金微量铅０．００５％的光谱分析方法。本法利用沸点４２００℃的光谱纯碳电极为辅助电极；采用Ｅ６０１，Ｅ６０３，Ｅ６０５，Ｅ６０７多元素标样组成工作曲线。在相适应的电弧温度的作用下，以交流电弧为光源的分析间隙的发光蒸气云中，形成了Ａｌ－Ｃ为主体的二元主体组分浓度，使多元素标样与３００３合金样品与蒸发与激发行为趋于一致，消除了组分和晶体结构的影响，解决了微量铅０．００５％分析准     

大脉冲电流下钨铜电极水和空气中的烧蚀特性

针对水中、空气中脉冲放电条件下金属电极烧蚀速率及烧蚀机理差异,对脉冲大电流作用下水中、空气中钨铜电极的烧蚀特性进行了对比研究。在保证放电电流波形一致性的前提下,通过采用高精度天平测量并获取了水中、空气中钨铜电极的阴、阳极烧蚀速率及总烧蚀速率,并对电极表面进行了二次电子观察和背散射电子观察分析。结果表明,大脉冲电流作用下,水中钨铜电极烧蚀较空气中更为严重,钨铜电极的烧蚀主要是金属蒸发引起的汽相侵蚀。由于水介质较空气具有不可压缩性,水中放电电弧集中,电极表面电弧斑点处电流密度和电流作用时间较空气中更为严重,同时由于水中脉冲放电时发生的高温物理化学反应,是造成水中电极烧蚀要高于空气中的根本原因。     

极性对自保护药芯焊丝电弧焊光谱特征的影响

由于自保护药芯焊丝具有抗风性以及优异的焊缝性能,已广泛应用于野外管道焊接以及大型机械的修复过程。电极极性是影响焊接过程的重要工艺参数。为了研究电极极性对电弧等离子体的影响机理,设计电弧等离子体空域中各点逐步扫描的同步采集系统,通过光谱特征谱线的分析,采用Stark谱线轮廓法计算电子密度,并且基于Boltzmann作图法计算电弧等离子体的温度,同时针对Al和Mg活性元素的分布特征进行分析。结果表明,靠近电极处,沿y轴负方向,直流正接时(焊丝接电源负极性),弧柱中心区电弧电子密度、电弧温度和活性元素呈现“水滴状”分布。而直流反接时(焊丝接电源正极性),弧柱中心区电弧电子密度、电弧温度和活性元素的分布特征表现为“手指状”分布。根据“自磁收缩”的原理,直流正接条件下,活性元素在径向方向受到的电磁力较小,整体分布呈现发散状。直流反接条件下,活性元素在径向方向受到的电磁力较大,收缩较为严重,整体表现为收缩状态。采用相同的电参数时,直流反接条件下弧柱中心区的电弧电子密度、电弧温度均大于直流正接条件下得到的电子密度和电弧温度,其中电子密度分布特征和带电粒子的电离程度是影响电弧温度的主要因素。在相同的电...     

粉末进样ICP—AES法测定大米,小麦,茶叶中的微量元素

由于ICP采用加电弧装置,使等离子体性能有所改善,提高了样品的蒸发效率,一定程度上抑制了基体效应和粒度效应,对样品中Cu、Zn、Fe、Mg、Pb、Co、Ba等元素的测定,取得较好的效果。     

发射光谱法测定高纯银中微量金、铂、钯、铑、铱、锑、铅、铋、铁、铜、镍、铬、铝和锌

本文研究了贵金属标准溶液除氯离子的有关问题，解决了高纯硝酸银中贵金属等杂质元素的标样配制，以硝酸银直接压样于普通电极中直流电弧激发，可测定９９．０～９９．９９％的高纯银，该方法简便、快速、准确。     

电热蒸发进样等离子体原子发射光谱测定痕量铝的研究

本文研究了在聚三氟氯乙烯（ＰＴＦＣＥ）和六氯乙烷（Ｃ２Ｃｌ２）存在下铝在石墨炉中电热蒸发时的蒸发行为;提出了以５％ＰＴＦＣＥ／１％Ｃ２Ｃｌ６为复合卤化剂,电热蒸发进样等离子体原子发射光谱（ＥＴＶ－１ＣＰ－ＡＥＳ）测定痕量铝的新方法,实验结果证明,复合卤化剂的引入,导致铝的蒸发温度降低,分析信号显著增强,提高了测定铝的灵敏度,方法的绝对检限为０．１２ｎｇ,相对标准偏差３．８％。该法已用于牧草和水样的     

发射光谱法测定高纯银中微量金,铂,钯,铑,铱,锑,铅,铋,铁,铜,…

本文研究了贵金属标准溶液除氯离子的有关问题，解决了高纯硝酸银中贵金属等杂质元素的样配制，以硝酸银直接压样于普通电极中直流电弧激发，可测定９９．０－９９．９９％的高纯银，该方法简便、快速、准确。     

固体进样发射光谱载体蒸馏法测定区域地球化学勘查样品中银硼钼锡的研究

原子发射光谱法(AES)广泛应用于多目标地球化学调查、生态地球化学评价和国际地球化学填图计划(IGCP259/360)等项目配套分析方法中Ag、 B、 Mo、 Sn等元素的测定工作。以交流电弧粉末法为基础的载体蒸馏技术能够有效减小基体效应,改善待测元素的分馏过程,通过建立以Al₂O₃、 BaCO₃、 K₂S₂O₇、 NaF、 S、 Fe₂O₃、[C₂F₄]_n等为主要组份的载体蒸馏技术,证实该载体缓冲剂能够很好地促使样品中待测元素发生氧化、氟化及硫化反应。通过调节一系列物理和化学反应,提高待测元素的挥发程度,减小样品基体元素的挥发,改善了Ag、 B、 Ge、 Mo、 Sn等元素的蒸发过程。扫描电镜(SEM)显示载体缓冲剂与样品的主量元素在高温电弧中形成复合盐固熔体,能够吸收CaO、 SiO等基体氧化物,抑制其对待测组分的干扰,缓冲剂中载体各组分之间相...     

杯电極溶液法光谱光源中物质蒸发与弧温的研究

杯电极溶液电弧法无论应用在金属或非金属样品的光谱分析中,都受到光谱工作者们越来越多的注意。为了更进一步提高它的分析灵敏度和准确度,作者们对它的蒸发激发机构进行了研究。在燃弧过程中,曾观察到弧区是由弧焰与弧柱两个部分组成的。通过一系列实验发现:弧焰的存在直接影响到溶液样品的蒸发,而弧柱在光谱的激发过程中起着主导的作用。此外还利用OH带光谱测量弧焰及弧柱的温度分布。从得到的结果中找到提高分析灵敏度和准确度的途径。     

直流电弧全谱直读原子发射光谱法(DC-Arc-AES)测定地球化学样品中痕量硼、钼、银、锡、铅的方法研究

建立了直流电弧全谱直读原子发射光谱法(DC-Arc-AES)测定地球化学样品中痕量硼、钼、银、锡、铅的分析方法。所使用直流电弧全谱直读原子发射光谱仪采用大面积固态检测器,具有全谱直读功能,并能实时背景校正。通过研究提出了新的电极和新的缓冲剂配方,方法采用内标法,以Ge元素作内标元素,同时选择了合适的分析线对。电流程序研究中设置多级电流,每级电流设置不同保持时间,升电流时选择连续升电流方式,可以有效消除试样的飞溅。以氩气为保护气消除CN带的产生并减少光谱背景,选择氩气流量为3.5 L·min-1。作各元素的蒸发曲线,得出各元素的蒸发行为基本一致,同时结合摄谱时间对各元素强度和背景的影响,得出最佳的设谱时间为35 s。方法选择国家一级地球化学标准物质作为标准系列,标准系列中包括了不同性质、不同含量的标准物质,满足地球化学样品中痕量硼、钼、银、锡、铅的测定。在优化的实验条件下,方法检出限为：B: 1.1 μg·g-1,Mo: 0.09 μg·g-1,Ag: 0.01 μg·g-1,Sn: 0.41 μg·g-1,Pb: 0.56 μg·g-1,精密度为(RSD, n=12)：B: 4.57%～7.63%,Mo: 5.14%～7.75%,Ag: 5.48%～12.30%,Sn: 3.97%～10.46%,Pb: 4.26%～9.21%,准确度通过国家一级地球化学标准物质验证,结果与标准值相符。本方法简便、快速,是测定地球化学样品中痕量硼、钼、银、锡、铅的一种先进的分析方法,具有一定的实用性。     

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讨论了在相距25.0mm长度40.0mm的平行电极间的由强度可达6040Gs的外磁场驱动的滑移弧功率变化过程,分析了滑移弧等离子体所处的状态。当电弧运行在电极平行段时,电弧功率在0.65kW附近剧烈振荡;当电弧接近平行电极顶端时,电弧功率由约0.65kW迅速增加到约2.0kW。在一个放电周期内,电弧功率基本上是从小到大持续增加的,由弧电源提供能量来维持滑移弧等离子体的平衡状态。根据Ozlem Mutaf-Yardimici等人的理论,此时滑移弧等离子体仍处于平衡态。     

水平电极吹样法光谱分析

化探样品的光谱分析,国内应用得比较普遍的是水平电极撒样法。本文介绍采用高频火花放电雾化试样,借压缩气流通过瓷吹样管,把试样引入电弧的水平电极吹样法。十多年的生产证明,本法具有:1.元素的检出限低,一次取样、摄谱能获得三十余个易、中、难挥发元素的光谱(不包括造岩元素)。其中满足区域化探扫面样品检出限要求的有Ba、Be、B、Mn、Pb、Sn、Cr、Ni、V、Mo、Nb、La、Ti、Cu、Y、Zr、Zn、     

氧引入对气体熔池耦合活性TIG焊电弧的影响

气体熔池耦合活性TIG焊接方法是一种新型的活性焊接方法,该方法采用内外两层气体进行TIG焊,内层惰性气体保护熔池金属和钨电极,外层气体引入活性元素O,使焊缝熔深增加,并通过调节内外喷嘴的相对位置,简单方便地调节外层活性气体与熔池表面的耦合度,实现对焊缝成形和焊缝性能的控制。外层气体的引入对焊接电弧有着重要的影响,因此针对气体熔池耦合活性TIG电弧,采用Boltzmann作图法分析了外层气体为O2时不同耦合度下电弧等离子体的温度分布,在此基础上研究了电弧电压和电弧形貌的变化规律。结果表明,与普通TIG电弧对比,气体熔池耦合活性TIG焊时,外层气体引入氧可使电弧略有收缩,电弧中心温度升高,同时电弧电压上升;与内外层气体都为Ar的情况相比,外层采用O2对电弧的收缩作用更明显。当耦合度从0增加到2时,电弧中心温度和电弧电压都略有上升。在气体熔池耦合活性TIG焊中电弧收缩不明显,进行不锈钢焊接时熔深显著增加的主要机理不是电弧收缩。     

旋转电弧对火花间隙开关电极烧蚀的影响

 根据开关间隙放电产生的电弧在自身磁场作用下沿着开关电极表面运动的设想,设计了一个旋转电弧场畸变火花开关，研究了开关电极在大电流情况下的烧蚀情况。实验结果表明,开关的工作电压为6~30kV，开关电感0.07μH，转移电荷量35.2C/shot时，铝电极non RAG结构比RAG结构的开关电极的烧蚀情况要严重得多，黄铜电极比铝电极的烧蚀要小得多。     

水中脉冲放电金属电极烧蚀机理

采用板-板电极, 在放电间隙距离为2 mm、放电电流峰值为22 kA条件下, 对黄铜、钨铜电极的烧蚀特性进行了对比研究。利用高精度天平测量放电过程中的电极质量损失, 分别获取了阴极、阳极及总的平均烧蚀速率。通过放电后电极表面微观形貌、微观元素组成的分析及液体中金属离子的含量分析, 对水中脉冲放电金属电极的烧蚀机理进行了探讨。结果表明, 水中脉冲放电时, 钨铜电极的抗烧蚀性能明显高于黄铜电极。黄铜电极的主要烧蚀是以中心的大量孔洞及其边缘的波纹结构为表现形式的液体金属的溅射;钨铜电极的突出物及较平整的表面暗示了气相侵蚀的作用。以电弧的焦耳热效应为催化剂, 钨铜与水的电化学反应更为强烈, 因此电化学腐蚀是水中放电电极烧蚀的形式之一。