X熒光光譜儀在電瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用

高國玲

(唐山高壓電瓷有限公司 河北 唐山 063000)

隨著我國電力事業(yè)的發(fā)展，電站的輸電等級不斷提高，500 kV的超高壓，750 kV、1 100 kV及以上的特高壓，發(fā)展迅速，這就要求作為電力市場重要元件之一的電瓷產(chǎn)品，也要隨著市場的發(fā)展不斷通過技術(shù)改進，提高產(chǎn)品檔次，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以適應(yīng)快速發(fā)展的電力市場的需要。而我公司產(chǎn)品所用的主要原材料是礦物原料，質(zhì)量波動較大，因此我公司化驗室引進了德國布魯克AXS有限公司的S4 PIONEER X熒光光譜儀，加大進廠原料的質(zhì)量檢驗。將檢驗頻次由原來的幾車一批，改為每車一批，根據(jù)每批原料的質(zhì)量波動情況適時調(diào)整配比，以保證產(chǎn)品化學(xué)成分的穩(wěn)定。同時增加每周一次對磨漿和混漿泥漿的化學(xué)成分的檢測；每月一次對干坯和瓷件的化學(xué)成分的檢測。原料更換批次后都要留磨漿檢測，嚴格控制每批原料的使用前和使用后情況，以保證產(chǎn)品質(zhì)量性能穩(wěn)定。

1 分析的樣品和需要檢測的化學(xué)成分

1)礦物原料。鉀長石,特級鋁礬土，左云土，寬城土，岳家莊，法庫土，腐植酸鈉，釉用原料，球石，磨襯等。

2)磨漿。將各種礦物原料按配比放入球磨機，加水研磨成為具有一定細度的泥漿。

3)混漿。磨漿與成形過程中產(chǎn)生的廢料制成的舊漿按比例混合后的泥漿。

4)干坯。干坯為成形干燥后的半成品。

5)瓷件。經(jīng)高溫燒成后的產(chǎn)品。

6)將每種樣品中的SiO2,Al2O3,Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,K2O,Na2O作為檢測的成分。

2 制樣方法

根據(jù)樣品性能和我廠對數(shù)據(jù)的準確度的要求，節(jié)合X熒光光譜儀性能，通過大量實際對比測量，最終選擇氧化物和腐植酸鈉用壓片法檢測(因檢測量很少暫不介紹)，其它物質(zhì)用熔片法檢測(主要檢測方法)。

1)溶劑。所用溶劑為無水四硼酸鋰(67%)和偏硼酸鋰(34%)的混合物。

2)樣品。溶劑=0.7 g∶7 g。

3)脫模劑。使用NH4I作為脫模劑。

4)制樣模具。采用95%鉑金+5%黃金制成的坩堝和模具。

5)熔片規(guī)格。直徑3.5 cm，厚度為3 mm。

3 檢驗過程

3.1 樣品處理

1)所檢測樣品要先烘干，磨細，使其全部通過200目篩或用手摸沒有顆粒感為止。

2)放入105～110 ℃烘箱烘干2 h后，放入干燥器冷卻至室溫。

3)用精度為十萬分之一的天平稱量1.000 00 g樣品于瓷坩堝中，入高溫電爐逐漸升溫，在950～1 000 ℃保溫1 h，然后放入干燥器冷卻至室溫，測定燒失量。

3.2 制熔片

1)用精度為十萬分之一的天平稱取溶劑(7.000 00±0.000 30) g ，稱取樣品(0.7±0.000 30) g放入鉑金坩堝中，攪拌均勻后加入NH4I約50 mg。

2)將坩堝放在熔樣機的工作線圈內(nèi)的陶瓷支架上，選擇熔融制樣模式：按“自動”，選“1模式”(預(yù)熱180 s，熔融420 s，熔融溫度1 050 ℃，自冷60 s，風冷180 s)，按開始按鈕，自動完成制樣的全過程。

3)將熔片從坩堝倒出，檢查熔片質(zhì)量。熔片透明，測量表面無氣泡，無黑塊時說明熔片質(zhì)量合格。將熔好的熔片最好立刻放進熒光儀測量或放進干燥器內(nèi)保存以待測量。

3.3 化學(xué)成分分析

1)取合格的熔片，放進樣品杯中，將樣品杯放入X熒光儀的樣品室，蓋好分析儀上蓋，從電腦中輸入樣品信息后，選擇“發(fā)送樣品”。每個樣片測量需8 min左右，當測量結(jié)果顯示“Sum”為99.5%～100.5%時，說明測量進行良好，若不在此范圍內(nèi)，則需重新熔片。

2)數(shù)據(jù)折算。顯示結(jié)果中每種樣品含量為m，燒失量為LOI%，則樣品中每種元素折算后含量為n=m×(1-LOI%)。將該樣品數(shù)折算后數(shù)值取小數(shù)點后兩位，保存到相應(yīng)樣品文件中，填寫化驗報告。

4 注意事項

日常操作中重點注意以下事項：

1)溶劑對測量結(jié)果的影響。我公司用不同批次的溶劑做對比測量，使用新購買的溶劑測出來的數(shù)值普遍偏高，經(jīng)與供應(yīng)商咨詢，是溶劑加工用的窯爐改變。

2)保證氬甲烷氣體(P10氣體)純度，不要隨便更換廠家。

3)隨時觀察水冷機顯示數(shù)據(jù)，溫度異常時，首先考慮清洗室外機，定期清洗室外機。

4)分析結(jié)果合量偏高或偏低時的處理方法：①重新制作熔片，樣品研磨要充分，細度越細越好；②檢查鉑金模具的底面是否光滑，如果不光滑，需拋光或重新熔鑄；③和標樣做對比測量；④用不同批次溶劑做對比測量；⑤儀器做漂移校正。

5 熒光光譜儀的校準

為了保證測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和準確，結(jié)合我公司的測量需要，選定了兩種校準方法。

5.1 漂移校正

5.1.1 頻次

1)更換P10氣體后，需進行漂移校正。

2)開關(guān)機操作，熒光儀穩(wěn)定后，合量不太理想，需做漂移校正。

3)對測量結(jié)果懷疑時，進行定量分析的漂移校正。

5.1.2 方法

選擇28 mm面罩，在測量界面點擊漂移校正，選擇電瓷材料曲線，導(dǎo)入標準樣片(SQ1、SQ2、SQ3)，按照電腦指定位置放置，點擊發(fā)送測量樣品，進行校正，校正結(jié)果以強度形式自動保存在電腦中。校正完畢，取出標準樣片放入標樣盒于干燥器中保存。校正結(jié)果超差儀器自動報警，需咨詢廠家解決問題。

5.2 標樣校準

5.2.1 需要測試的標樣

鉀長石 GBW03116；礬土 GBW03133；粘土 GBW03103；硅質(zhì)砂巖 GBW03114。

5.2.2 頻次

1)正常情況下，鉀長石(GBW03116)、礬土(GBW03133)每1個月檢測1次;粘土(GBW03103)、硅質(zhì)砂巖(GBW03114)每3個月檢測1次。

2)對測定結(jié)果質(zhì)疑時，及時測定相應(yīng)的標樣。

5.2.3 方法

標樣校準方法與原料檢驗方法相同。按后實測值與給定標準值對比。

6 結(jié)論

通過實踐探索，X射線熒光光譜儀在使用中性能穩(wěn)定，不但可滿足對等靜壓產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程的控制，還對產(chǎn)品質(zhì)量、性能的升級做出了積極的貢獻；同時縮短了化驗周期，簡化了操作過程，減少了人為誤差。