2.1 銅及銅合金化學(xué)成分分析概述

2.1.1 銅及銅合金化學(xué)成分分析的方法

金屬材料的化學(xué)成分分析是確定材料的化學(xué)組成、 存在形態(tài)的一門實(shí)驗(yàn)技術(shù), 在材料生產(chǎn)和科研領(lǐng)域起著重要的作用, 被人們稱為是生產(chǎn)科研的“眼睛”。 按照分析的任務(wù)化學(xué)成分分析可分為鑒定物質(zhì)所含組分的定性分析、 測(cè)定組分相對(duì)含量的定量分析和確定組分存在形態(tài)(價(jià)態(tài)、 狀態(tài))的相分析。

銅產(chǎn)品的成分分析既有定性分析和定量分析, 也有相分析, 但最主要的是原材料的成分、 爐前熔體成分和成品鑄錠爐后成分的定量分析。

定量分析可按依據(jù)的原理、 試樣用量、 被測(cè)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同和生產(chǎn)要求進(jìn)行分類。

(1)按照分析原理和使用儀器可分為化學(xué)分析法和儀器分析法。

1)化學(xué)分析法

化學(xué)分析是以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法。主要有滴定分析法、 質(zhì)量分析法。

滴定分析法是用能準(zhǔn)確計(jì)量的滴定管, 將一種已知準(zhǔn)確濃度的試劑溶液, 滴加到待測(cè)物質(zhì)的溶液中, 使之發(fā)生反應(yīng), 直到滴定劑與待測(cè)物質(zhì)按化學(xué)計(jì)量進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)定量完成為止, 即達(dá)到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)。按照等物質(zhì)的量規(guī)則, 通過計(jì)量所消耗的已知濃度的滴定劑(標(biāo)準(zhǔn)溶液)的體積, 計(jì)算待測(cè)物質(zhì)的含量。這種分析方法又稱容量分析法, 操作簡單快速, 測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度高, 應(yīng)用廣泛。

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)類型不同, 滴定法分為酸堿滴定法、 絡(luò)合滴定法、 氧化還原滴定法和沉淀滴定法等。根據(jù)滴定過程與化學(xué)反應(yīng)的形式, 滴定法分為直接滴定法、 間接滴定法、 返滴定法和置換滴定法。

質(zhì)量分析法通常是設(shè)法將待測(cè)物質(zhì)從樣品中分離后, 形成單質(zhì)或化合物, 精確稱量其質(zhì)量, 計(jì)算待測(cè)物質(zhì)的含量。這種方法分析速度慢, 但準(zhǔn)確度高, 將待測(cè)物質(zhì)從樣品中分離是關(guān)鍵。

銅合金常用的重量法有: 沉淀分離法、 揮發(fā)分離法、 電解分離法以及其他分離方法。比如常用硅酸脫水重量法檢測(cè)硅、 電解重量法檢測(cè)銅、 焦磷酸鈹重量法檢測(cè)鈹。

2)儀器分析法

以物質(zhì)的光學(xué)、 電學(xué)等物理或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法, 由于分析時(shí)要用到比較特殊的分析儀器, 故稱儀器分析法。儀器分析法可分為光學(xué)分析法、 電化學(xué)分析法、 冶金氣體分析法、 色譜分析法及其他儀器分析法如質(zhì)譜分析法(MS)和核分析法等。銅合金主要采用光學(xué)分析法、 電化學(xué)分析法和冶金氣體分析法。

光學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)與電磁輻射相互作用產(chǎn)生吸收、 發(fā)射、 散射而建立起來的分析方法。又可分為發(fā)射光譜法, 如原子發(fā)射光譜法、 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、 原子熒光光譜法(AFS)、 X射線熒光光譜法等; 吸收光譜法如原子吸收光譜法、 紫外可見分光光度法、 紅外吸收光譜法(IR)、 核磁共振波譜法(NMR)、 拉曼光譜法等。

電化學(xué)分析法是以物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)及其變化進(jìn)行分析的方法, 根據(jù)測(cè)量的電信號(hào)不同, 可分為電位分析法、 電導(dǎo)分析法、 電解分析法、 庫侖分析法和極譜分析法等。