金屬材料成分分析技術(shù)發(fā)展前景

朱澤琿

(1.湖南九嶷職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 永州 425000；2.湖南瀟湘技師學(xué)院，湖南 永州 425000)

0 引言

無論是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)還是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都與金屬材料的應(yīng)用密不可分，要想充分發(fā)揮出金屬材料的特性，使其為人類文明和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步提供有力的支持，就必須能夠全面掌握金屬材料的成分和其所具有的特點(diǎn)。為此，人們不斷進(jìn)行金屬材料分析方法的改進(jìn)和研究，從最初應(yīng)用的傳統(tǒng)技術(shù)到現(xiàn)代的新技術(shù)，都在不斷提高分析能力。但由于金屬材料的種類較為繁多，且被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)不同的行業(yè)領(lǐng)域，所以，現(xiàn)代市場當(dāng)中對于金屬材料的需求量日益增長，而且在不斷的創(chuàng)新和改進(jìn)過程中，很多新型復(fù)合金屬材料出現(xiàn)，要想發(fā)揮出這些新型復(fù)合金屬材料的作用，就需要對其進(jìn)行成分的準(zhǔn)確分析，如此才能夠更好地應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中，并為今后新型金屬材料的研發(fā)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。

1 金屬材料成分分析技術(shù)的重要價(jià)值

(1)有助于對金屬材料性能的了解。通過金屬材料成分分析能夠幫助人們掌握金屬材料性能的成因，并通過多種材料分析進(jìn)行金屬材料規(guī)律的總結(jié)。在分析設(shè)備的顯現(xiàn)下，金屬材料顯微組織具備晶粒類型、形狀、大小、相對數(shù)量和相對分布等五大要素，均能夠?qū)饘俨牧系男阅墚a(chǎn)生很大的影響[2]。其中，金屬材料的原子結(jié)構(gòu)、原子之間結(jié)合鍵和晶體結(jié)構(gòu)等方面是決定金屬材料顯微組織中各種晶粒相對數(shù)量的主要因素。同時(shí)，不同成分的金屬材料在這一方面也存在著很大的差異，在性能方面也有著很大的不同。

(2)有利于對金屬材料加工技術(shù)與加工工藝的改進(jìn)。主要原因在于在確定金屬材料化學(xué)成分以后，能夠根據(jù)其成分性能和加工需求進(jìn)行全面的分析和研究，并通過實(shí)踐驗(yàn)證和理論知識的對應(yīng)分析來確定最佳的金屬材料加工工藝，尤其科學(xué)合理的加工工藝和加工方法對于金屬制造品質(zhì)能夠起到極大的推動(dòng)作用，同時(shí)其還能夠在最大程度上確保金屬材料性能的全面發(fā)揮。所以，通過金屬材料成分的精準(zhǔn)分析能夠更加準(zhǔn)確地掌握其成分組成和基本特性，并由此來指導(dǎo)加工工藝和加工方法的改進(jìn)，使其加工生產(chǎn)更具針對性，生產(chǎn)出的金屬材料產(chǎn)品質(zhì)量更高[3]。

(3)有益于金屬材料安全、經(jīng)濟(jì)、合理的應(yīng)用。針對金屬材料的成分進(jìn)行有效的分析，有助于對金屬材料應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性、安全性和合理性的提升，使其能夠更好地發(fā)揮出金屬材料的優(yōu)良性能。尤其對金屬材料潛力的發(fā)揮，能夠使其形成人們所需要的使用性能。例如，在充分了解和掌握金屬材料成分后，對金屬材料的基體金屬與合金組元的合理搭配，運(yùn)用合適的加工工藝和熱處理方法，能夠使其性能達(dá)到最佳[4]。

(4)有利于金屬材料熱處理方法相關(guān)設(shè)備的適當(dāng)選擇。金屬材料需通過一些設(shè)備和處理工藝進(jìn)行加工后，才能夠充分發(fā)揮出其所具有的性能，并滿足現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的要求，而大部分金屬材料在加工之后還需要進(jìn)行熱處理，主要目的在于有效地完善金屬材料的性能，發(fā)揮出其具有的潛力。另外，通過對金屬材料的熱處理，能夠有效消除金屬材料加工過程中所產(chǎn)生的組織缺陷，使其應(yīng)用性能得到最大程度上的激發(fā)[5]。

2 金屬材料成分分析新技術(shù)

(1)激光誘導(dǎo)等離子體光譜技術(shù)。在金屬材料成分分析的新技術(shù)當(dāng)中，激光誘導(dǎo)等離子體光譜技術(shù)是近幾年才真正發(fā)明和逐漸應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中的新技術(shù)方法，其主要的特點(diǎn)是設(shè)備較為簡單且操作極為便利，在檢測成本方面投入較少，同時(shí)能夠進(jìn)行多種金屬元素的檢測，在檢測分析效率方面有著極好的優(yōu)勢。目前，激光誘導(dǎo)等離子體光譜技術(shù)常常被用來檢測不銹鋼中的微量元素。但激光誘導(dǎo)等離子體光譜技術(shù)的適用范圍較窄，受到技術(shù)范圍的限制導(dǎo)致其應(yīng)用市場較為狹小[6]。

(2)電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)。電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)是在20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的無機(jī)元素和同位素分析測試技術(shù)基礎(chǔ)上研發(fā)和應(yīng)用的。其有著極為獨(dú)特的接口技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電感耦合等離子體高溫電離特性與質(zhì)譜計(jì)的靈敏度、快速掃描等優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)融合，是屬于一種具備較高靈敏度的成分分析技術(shù)。

(3)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)屬于一種新型的原子發(fā)射光譜法技術(shù)，其主要的工作原理是利用金屬元素受到一定條件激發(fā)而產(chǎn)生電子躍遷，并在譜線方面上表現(xiàn)一定強(qiáng)度的測量技術(shù)方法，其具有測量范圍廣且靈敏度高的優(yōu)勢。目前，在金屬成分分析方法當(dāng)中，電感耦合等離子原子發(fā)射光譜技術(shù)是一種發(fā)展較為完善且應(yīng)用較為成熟的新型測量技術(shù)，能夠確保金屬材料成分測量的高靈敏度和高準(zhǔn)確性，在應(yīng)用范圍方面也有著極高的廣泛性，因此，在當(dāng)前是屬于較為常用的金屬材料成分分析新技術(shù)，應(yīng)用價(jià)值較高。

(4)石墨爐原子吸收技術(shù)。石墨爐原子吸收技術(shù)應(yīng)用的原理主要在于利用石墨材料制作成管或杯等形狀的原子化器，并使用電流加熱原子化進(jìn)行原子吸收分析，以此來進(jìn)行金屬材料成分的分析。

由于樣品全部參加原子化，石墨爐原子吸收技術(shù)能夠有效避免原子濃度在火焰氣體當(dāng)中的稀釋，所以，石墨爐原子吸收技術(shù)的靈敏度有了顯著的提升，這一技術(shù)方法常被應(yīng)用在測定衡量金屬元素方面，其性能水平相比其他新技術(shù)方法更具優(yōu)勢，而且能夠應(yīng)用在少量樣品的分析和固體樣品的直接分析方面，因此，其應(yīng)用領(lǐng)域也較為廣泛，在金屬成分檢測中發(fā)揮著重要的作用。

3 金屬材料成分分析技術(shù)發(fā)展前景

隨著時(shí)代的發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人們需求的不斷增長，越來越多的金屬材料被應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中。同時(shí)，越來越多更加復(fù)雜的金屬材料正在被研究和開發(fā)。而對于這些新型金屬材料的成分分析，傳統(tǒng)的金屬材料成分分析方法已經(jīng)逐漸無法滿足當(dāng)前新型金屬材料成分分析的要求。

為了更加準(zhǔn)確地進(jìn)行新型復(fù)雜金屬材料的成分分析，提高分析效果和質(zhì)量，就必須要不斷進(jìn)行新技術(shù)方法的研究。當(dāng)前，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展推動(dòng)下，越來越多的現(xiàn)代金屬成分分析方法得以研發(fā)和應(yīng)用，這些新技術(shù)方法能夠更加專注于金屬材料的成分、缺陷與結(jié)構(gòu)等方面的分析，同時(shí)，更多的分析檢測儀器也在不斷的進(jìn)行改進(jìn)，這也為新技術(shù)方法的應(yīng)用提供了實(shí)踐應(yīng)用的載體。在這一發(fā)展趨勢下，金屬材料的成分分析技術(shù)正在朝著高效、精確的方向邁進(jìn)，而且在操作流程方面逐漸趨于自動(dòng)化、智能化，測量精度和靈敏度以及準(zhǔn)確度方面也在不斷的提升，未來人類科技文明必然會(huì)向著更高的維度邁進(jìn)，而作為科學(xué)技術(shù)重要組成部分的金屬材料與加工工藝、成分分析工藝也必然會(huì)獲得更加廣闊的發(fā)展空間，推動(dòng)人類文明的高速進(jìn)步。

4 結(jié)語

新技術(shù)下金屬材料成份分析技術(shù)的應(yīng)用，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)金屬材料成份分析技術(shù)的不足，促使技術(shù)、設(shè)備變革，這就需要相關(guān)企業(yè)和工作人員提高創(chuàng)新意識，旨在為金屬成分制造提供良好支持。除此之外，要求管理人員做好所有部門協(xié)調(diào)工作，同時(shí)加強(qiáng)行業(yè)間的交流，編制相應(yīng)的加工方法，旨在有效發(fā)揮出金屬材料成分分析技術(shù)的作用，為促進(jìn)各行業(yè)發(fā)展提供支持。