有机和金属材料中碳、氢、氧、氮、硫元素的分析
对于有机和金属材料中碳、氢、氧、氮、硫元素的测试,设备和方法是不同的。
1. 有机材料——全自动元素分析仪/有机元素分析仪全自动元素分析仪也叫有机元素分析仪,测试原理是吸附分离和色谱分离式的微型元素分析仪。此方法是将有机物中的碳、氮及硫或氧(C、H、N、S/O)元素催化氧化(或裂解)——还原后分别转变成二氧化碳、水蒸气、氮气及二氧化或一氧化碳(CO2、H2O、N2、SO2/CO)。然后在载气的推动下,用吸附分离——热导差检法依次测定各个组分;或用色谱法将混合气体分离后,用热导检测器或红外吸收检测器分别测定组分的响应信号值。根据组分的信号值(或色谱峰值)和对应元素的灵敏度(或校正)因子K值,分别计算样品中各种元素的含量。此方法检出限低,准确性高。样品在测试的过程中是被消耗的。主要用于有机化合物中碳、氢、氧、氮、硫的分析。图1 全自动元素分析仪图2 测试结果示例
2. 金属材料——碳硫分析仪、氧氮氢分析仪金属材料中的碳、氢、氧、氮、硫元素常由固定式金属分析光谱仪(火花直读)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)以及碳硫分析仪、氧氮氢分析仪等设备测试得到。其中火花直读法要求样品最小为2g,表面平整干净;ICP需要通过前处理将样品消解成溶液的形式才能进样测试;碳硫分析仪、氧氮氢分析仪限制条件更小,样品干净稳定且满足进样体积大小即可(一般为0.5g以上)。碳硫分析仪、氧氮氢分析仪专注于分析样品中的碳、氢、氧、氮、硫含量,能够提供高精度的测量结果,分析速度快。碳硫分析仪测试原理:试样中的碳、硫经过富氧条件下的高温加热,氧化为二氧化碳、二氧化硫气体。该气体经处理后进入相应的吸收池,对相应的红外辐射进行吸收,由探测器转发为信号,经计算机处理输出结果。
氧氮氢分析仪测试原理:使用热导率法来分析样品中的氧、氮和氢含量。它通过加热样品释放气体,并测量气体的热导率来计算元素含量。
相关标准:[1] JY/T 017-1996 元素分析仪方法通则 [2] GB/T 20123-2006 钢铁 总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)[3] GB/T 14265-2017 金属材料中氢、氧、氮、碳和硫分析方法通则