日常应用较多的就是钢材,在使用其金属及复合材料的开发研制和应用时,我们需要有效的控制及准确的测定其中的碳硫两种元素含量,说到碳硫元素的分析,一般我们想到的就是碳硫分析仪,但其实也有其他种碳硫分析的仪器可选择。
在金属材料中,碳的存在形式是多样化的,有游离碳、固溶谈和化合碳等形式,甚至还有气态碳和表面渗碳及涂敷的有机碳等。检测碳硫的仪器有多种,但是每种仪器都有一定的适用范围,而且测定结果受多方面因素影响,如碳的存在形式、氧化时碳能否释放完全、空白值等,所以同一种方法在不同的场合准确度有一定的差异。
红外碳硫分析仪
基于红外吸收法发展出的燃烧红外吸收法,是属于碳(和硫)定量分析专用方法。红外碳硫分析仪就是基于此原理运作。

红外碳硫仪红外检测法
将试样在氧气流中燃烧,生成CO2,在一定压力下,CO2吸收红外线的能量与其浓度成正比,因此测出CO2气体流经红外吸收器前后的能量变化,则可计算出含碳量。
对于高频燃烧红外吸收法测定碳和硫,一般应考虑以下几个因素:试样的干燥性、电磁感性、几何尺寸,试样量,助熔剂的种类、配比、加入次序及加入量,空白值的设置等。
该法优点是定量准确,干扰项较少。适合对碳含量准确度有较高要求,且生产中有足够时间进行检测的用户。
直读光谱分析仪
直读光谱分析仪采用发射光谱检测原理。元素在受到热或电激发时,会由基态跃迁到激发态,而激发态会自发地返回到基态。在由激发态返回到基态的过程中,会释放每种元素的特征谱线,根据特征谱线的强度可以测定出其含量。

直读光谱仪发射光谱法
在冶金行业,由于生产的急迫性,需要在很短的时间内分析出炉水内所有主要元素的含量,而不仅仅是碳含量。直读发射光谱仪可快速得到稳定的测量接货,但是这种方法对于样品是有要求的,测量时,因为需要其表面的碳都要以碳化物形式存在,不能有游离石墨,否则就会影响分析结果,所以对于样品需要白口化处理。
X荧光光谱仪
X荧光光谱仪中,波长色散X荧光光谱仪可对多元素进行快速测定。

在X射线激发下,被测元素原子的内层电子发生能级跃迁而发出次级X射线。波长色散型X射线荧光光谱仪是用晶体分光而后由探测器接收经过衍射的特征X射线信号。如果分光晶体和控测器作同步运动,不断地改变衍射角,便可获得样品内各种元素所产生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度,可以据此进行定性分析和定量分析。
但是,轻元素碳由于特征辐射的波长较长,荧光产额低,在钢铁等重基体材料中,基体对碳的特征辐射的吸收衰减又很大等原因,常给碳的XRF分析造成一定的困难。另外,在用X射线荧光仪测量钢中的碳时,如果将磨过的样面连续测10次,可发现碳含量值在不断增加。故该方法的应用面不如前两种广泛。
本次就介绍这几种碳硫含量检测仪器。