ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Приближенные оценки концентраций примесей по интенсивностям спектральных линий из "Визуальные методы эмиссионного спектрального анализа" Имея ириготовленные, как указано в предыдущем параграфе, фотографию или схему спектральных линий, можно без труда установить наличие линий, выбранных для анализа, и констатировать присутствие искомого содержания примеси. Нельзя утверждать обратное, то есть отсутствие какой-либо примеси, если не видно аналитической линии, по крайней мере при визуальном спектральном анализе, когда довольно трудно наблюдать очень слабые линии. [c.114] Как правило, не следует рекомендовать проведение качественных определений визуальным методом, если не подготовлена заранее соответствующая методика. Однако в исключительных случаях, если нет спектрографа, по имеется достаточный запас пробы, а важность задачи оправдывает требуемые затраты времени, можно рекомендовать следующий порядок анализа. [c.114] В большинство случаев результаты получаются менее просто. Особенно сложен анализ порошкообразных проб. Успеху качественного анализа очень способствуют хорошее овладение аналитиком спектроскопической техникой, знание особенностей технологии данной отрасли промышленности, опыт и находчивость. [c.115] Наблюдая спектр, можно ие только установить состав исследуемого вещества, ио и оценить содержание интересующих примесей по яркости спектральных линий. Внешняя связь интенсивности спектральной линии с концентрацией хорошо заметна чем больше содержание примеси в испытуемом образце, тем интенсивнее линии этой примеси в спектре. На рис. 111 показано, как меняется интенсивность линий марганца при изменении содержания его от 0,10 до 10%. [c.115] В — спектр стали, содержащей 10% Мп. [c.115] Само появление линии при определеипых условиях наблюдения уже может служить указанием концентрации примеси. Например, линия молибдена 5533,05 А в спектре стали от дуги при 4а появляется, начиная с концентрации около 0,01%, линия Zn 4810,53 А становится видной при содержании цинка в меди около 0,005%. Оценивая же интенсивности появившихся линий, можно с большей определенностью судить о процентном содержании вызвавших их примесей, то есть производить количественный анализ. [c.115] Трудно провести четкую грань между качественным и количественным анализом, поскольку даже при качественных определениях предполагается хотя бы грубая, но количественная оценка содержания определяемого элемента. В эмиссионном спектральном анализе получил распространение термин полуколичественный анализ . Под ним обычно понимают совокупность методик, позволяющих производить количественные определения по дискретной и сравнительно грубой шкале концентраций. При этом величина интервала между двумя возможными результатами может быть сравнима с определяемой величиной. Например, для ванадия в стали по группе (см. рис. 136) полуколичественная методика позволяет определять 0,15 0,3 0,5%. [c.116] При количественном анализе нельзя ограничиться рассмотрением только одной линии определяемого элемента, как это имеет место при качественных наблюдениях. Для оценки интенсивности при количественном анализе спектральную линию искомого элемента необходимо сравнивать с какой-либо другой, принимаемой за условный стандарт. Это необходимо для получения более объективных оценок интенсивностей. [c.116] Если опытный наблюдатель и сможет оценивать и запоминать интенсивности только одной, рассматриваемой изолированно линии примеси, то очень трудно дать какое-то описание таких оценок, и вряд ли можно ожидать сходимости определений различных наблюдателей. Кроме того, важно помнить, что интенсивность аналитической линии зависит не только от концентрации примеси в сплаве, но и от условий возбуждения спектра. Бесспорно, что определение количественного содержания примеси в анализируемом образце будет более достоверно, если его производить по отношению интенсивностей двух спектральных линий. Такой способ лежит в основе современного количественного анализа и известен под названием метода гомологических пар или метода внутренних стандартов [28, 224, 315]. [c.116] Для проведения анализа обычно выбирают пары линий одинакового характера возбуждения, то есть либо обе дуговые, либо искровые лучше всего, если энергии возбуждения их будут очень близки ). Термин гомологические или однородные пары как раз отражает именно это условие. Если оно будет соблюдено, то небольшие изменения режима возбуждения спектра, которые всегда имеют место в источниках света, не скажутся на оценке относительной интенсивности гомологических линий. [c.116] Спектральные линии, по которым производятся оценки концентраций, изображены на соответствующих рисунках, помещенных в тексте настоящей книги. Но они предназначены только для облегчения отыскания необходимых линий, ими нельзя руководствоваться при сравнении интенсивностей. Нельзя ожидать полного сходства этих рисунков с участками наблюдаемых спектров. Всегда вероятны различия в деталях, так как могут возникнуть дополнительные линии других примесей. [c.117] Навыки в оценке интенсивностей необходимо приобретать не по рисункам, а обязательно при наблюдении действительных спектров, видимых в стилоскоп, пользуясь образцами с известным химическим составом. [c.117] В большинстве случаев оценки интенсивностей не вызывают затруднений, и нужный для этого опыт приобретается довольно быстро. Иногда возникают трудности, если сравниваемые линии отличаются по своему виду или поведению, например одна линия может быть резкой, другая — размытой, или обе линии — размытыми, но в различной степени, характер свечения сравниваемых лини1 1 тоже может быть различен. Если интенсивность аналитической линии плавно возрастает или убывает, то сравнение необходимо производить в течение какого-то определенного времени, которое обычно рекомендуется в каждом отдельном случае. Естественно, что при этом стараются наблюдение производить таким образом, чтобы за это время произошли наименьшие изменения интенсивностей. Еще большие затруднения при оценке возникают, если линия определяемого элемента вспыхивает, как, например, линия никеля в сталях. В этом случае необходимо производить оценку либо в моменты минимальной интенсивности вспыхивающей линии (в промежутке между вспышками), либо в моменты наибольшей интенсивности (в момент вспышек). Если же вспышки пе очень отчетливо выражены, а происходят только плавные, но частые пульсации интенсивности, то необходимо уловить среднюю интенсивность и оценить ее. Бесспорно, что при таких обстоятельствах, когда необходимо сравнивать линии различного вида, определения производить труднее и они удаются только после продолжительных упражнений в оценках интенсивностей по образцам с известным химическим составом. [c.117] В редких случаях могут происходить резкие мигания обычно устойчивых линий такие случайные вспышки не принимаются во внимание при оценках. Интенсивность всего спектра не остается строго постоянной, блунеданне дуги и неравномерность ее горения вызывают заметные изменения яркости спектра, избежать которые не всегда удается. Но это не создает больших помех, ибо одновременно меняются интенсивности как линий примесей, таки линий основного вещества, относительные же интенсивности их в известных пределах остаются неизменными. В некоторых случаях (при анализе проволок, стружек, фольги) умышленно несколько раз в секунду прерывают горение дуги для того, чтобы предупредить чрезмерно быстрое сгорание образцов при анализе. При этом достаточно хорошо удается оценивать интенсивиости, хотя вначале непривычное наблюдение вспыхивающих линий несколько затруднительно. [c.117] Для качественного анализа требуется как умение определять длины волн любых спектральных линий, наблюдаемых в стилоскоп, так и умение находить спектральные линии в спектре по известной длине волны. В случае полуколичественного анализа сплавов необходимо наблюдать в спектре все время одни и те же определенные группы линий, положение которых легко запоминается после непродолжительной практики. [c.118] Несколько труднее приобретать навыки в определении содержания искомой примеси. Для этого требуется внимательно оценить интенсивность линий определяемого элемента относительно линий сравнения. Наиболее достоверный результат можно получить для случаев равенства интенсивностей аналитических линий. Менее четкие, но все же достаточно правильные признаки для оценки мы можем иметь, определив, больше или меньше интенсивность исследуемой линии относительно стандарта. Очень часто этих возможных признаков бывает недостаточно для проведения анализа в требуемом интервале концентраций. Поэтому приходится выбирать довольно большое число пар аналитических линий, расположенных в разных областях спектра. [c.118] В дальнейшем будем придерживаться следующих условностей для сокращенной записи отношений интенсивностей аналитических спектральных. пиний. [c.118] Во всех иных случаях оценки интенсивностей будут описываться словами. [c.119] Многочисленные спектроскопические признаки, то есть оценки интенсивностей линий при определенных концентрациях, заиисанные в соответствии с принятыми условными обозначениями, даны в подписях к рисункам областей спектров (рис. 115—201). На этих же рисунках указ аны аналитические спектральные линии и приведены длины волн их в ангстремах. [c.119] Установив процентное содержание каждого элемента, образец ио совокупности всех определений относят к той или иной марке сплава. Методами полуколичественного анализа не всегда удается различить при сортировке марки сплавов, имеющие близкое содержание легирующих элементов. В этом случае следует воспользоваться стилометром или обратиться к фотографическому методу количественного спектрального анализа. [c.120] Вернуться к основной статье