2.1 銅及銅合金化學成分分析概述

2.1.1 銅及銅合金化學成分分析的方法

金屬材料的化學成分分析是確定材料的化學組成、 存在形態(tài)的一門實驗技術, 在材料生產(chǎn)和科研領域起著重要的作用, 被人們稱為是生產(chǎn)科研的“眼睛”。 按照分析的任務化學成分分析可分為鑒定物質所含組分的定性分析、 測定組分相對含量的定量分析和確定組分存在形態(tài)(價態(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、 被測組分質量分數(shù)不同和生產(chǎn)要求進行分類。

(1)按照分析原理和使用儀器可分為化學分析法和儀器分析法。

1)化學分析法

化學分析是以物質的化學反應為基礎的分析方法。主要有滴定分析法、 質量分析法。

滴定分析法是用能準確計量的滴定管, 將一種已知準確濃度的試劑溶液, 滴加到待測物質的溶液中, 使之發(fā)生反應, 直到滴定劑與待測物質按化學計量進行的化學反應定量完成為止, 即達到化學計量點。按照等物質的量規(guī)則, 通過計量所消耗的已知濃度的滴定劑(標準溶液)的體積, 計算待測物質的含量。這種分析方法又稱容量分析法, 操作簡單快速, 測定結果準確度高, 應用廣泛。

根據(jù)化學反應類型不同, 滴定法分為酸堿滴定法、 絡合滴定法、 氧化還原滴定法和沉淀滴定法等。根據(jù)滴定過程與化學反應的形式, 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。

質量分析法通常是設法將待測物質從樣品中分離后, 形成單質或化合物, 精確稱量其質量, 計算待測物質的含量。這種方法分析速度慢, 但準確度高, 將待測物質從樣品中分離是關鍵。

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硅、 電解重量法檢測銅、 焦磷酸鈹重量法檢測鈹。

2)儀器分析法

以物質的光學、 電學等物理或物理化學性質為基礎的分析方法, 由于分析時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分析法、 電化學分析法、 冶金氣體分析法、 色譜分析法及其他儀器分析法如質譜分析法(MS)和核分析法等。銅合金主要采用光學分析法、 電化學分析法和冶金氣體分析法。

光學分析法是根據(jù)物質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。

電化學分析法是以物質的電化學性質及其變化進行分析的方法, 根據(jù)測量的電信號不同, 可分為電位分析法、 電導分析法、 電解分析法、 庫侖分析法和極譜分析法等。