Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Том 85, № 1(II) (2019)
Скачать выпуск PDF

МНОГОКАНАЛЬНЫЕ АНАЛИЗАТОРЫ ЭМИССИОННЫХ СПЕКТРОВ МАЭС

5-14 122
Аннотация

Качество химического анализа неразрывно связано с такими понятиями, как методика анализа, унификация, аттестация и стандартизация. По существу, современная методика анализа является видом программного обеспечения, которое позволяет проводить контроль качества конкретных видов веществ и материалов по химическому составу. Методика является формализованным нормативным документом и реализуется на разных уровнях — в виде аттестованной методики, стандарта предприятия, унифицированной отраслевой методики, национального (государственного) и международного стандарта. Именно с помощью методик анализа потребители, производители продукции, ученые получают важнейшую информацию о составе огромного многообразия веществ и материалов, достоверность которой обеспечивает возможность их конкретного применения, определяет стоимость продукции. Поэтому разработка и применение методик нуждаются в правовом регулировании как национального, так и международного уровня. В данной статье охарактеризованы особенности стандартизации аналитических методов на примере контроля качества металлургической продукции.

15-32 201
Аннотация

Рассмотрены основные источники спектральных помех в атомно-эмиссионном спектральном анализе (АЭСА): широкодиапазонных (тормозной и рекомбинационный континуум; излучение горячих конденсированных частиц и концов электродов; рассеянный свет в спектрометре; перекрывание аналитических линий крыльями соседних сильных спектральных линий мешающих элементов; наложение компонент молекулярных полос с очень близкими линиями) и узкодиапазонных (частичное или полное перекрывание аналитической линии атомными или ионными линиями элементов пробы, электродов и атмосферы разряда; наложение спектров высших порядков отражения в обычных дифракционных спектрометрах и соседних порядков в двумерных эшелле-спектрометрах). Приведены особенности проявления этих помех в различных источниках возбуждения спектров (пламена, дуга постоянного тока, искровые разряды, дуговые плазменные разряды, индуктивно-связанная плазма, микроволновая плазма, электрические разряды низкого давления, лазерная искра). Показаны возможности снижения уровня и устранения данных спектральных помех при конструировании и изготовлении приборов для АЭСА, подборе и регулировании операционных условий анализа. Большое внимание уделено наиболее легко реализуемой на практике внепиковой (off-peak) коррекции широкодиапазонных спектральных помех. Рассмотрены современные способы коррекции фона под спектральным пиком (under-peak) с помощью программного обеспечения атомно-эмиссионных спектрометров путем создания различных математических моделей фонового сигнала в окрестности аналитической линии на этапе разработки конкретной методики АЭСА. Подробно рассмотрены вопросы выбора спектральных линий для аналитических измерений, используемые для этого таблицы и атласы спектральных линий, электронные базы данных. Приведены особенности применения способа межэлементной коррекции при прямом спектральном наложении линий. Предложен порядок действий по учету спектральных помех при разработке методик анализа.

33-37 91
Аннотация

Описана разработанная в Центральной аналитической лаборатории АО «ЕЗ ОЦМ» для метода атомно-эмиссионного спектрального анализа драгоценных металлов с дуговым возбуждением спектра система установленных правил, процедур и нормативных документов для выполнения всех требований аккредитующего органа «Росаккредитация». Рассмотрены особенности управления средствами измерений — комплексами с анализаторами МАЭС, вспомогательным оборудованием и микроклиматом. Рассмотрены требования к персоналу лаборатории спектрального анализа. Установлены правила разработки методик измерений, инструкций для лаборантов, измерительных программ, приемов выполнения рутинного анализа проб, обеспечения прослеживаемости результатов измерений. Показано применение программного обеспечения «Атом 3.3» для решения повседневных задач лаборатории.

38-44 97
Аннотация

Проведено определение элементов-примесей в бурых углях некоторых месторождений Казахстана: «Кулан», «Шоптыколь», «Ой Карогай», «Сарыкум». Исследованы поверхностные включения в углях с применением оптических USB-микроскопов, а также состав включений и общий состав примесей в углях методами энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) и атомно-эмиссионной спектрометрии (АЭС) с введением пробы в дуговой разряд способом просыпки. Золото определяли методом сцинтилляционной АЭС с использованием комплекса «Гранд-Поток». По результатам анализа в углях месторождений «Ой Карогай», «Сарыкум», «Кулан» включения имеют кристаллическую форму и относятся к пиритам. Показано, что золото и серебро присутствуют в виде плоских включений, имеющих круглую форму, только в углях месторождения «Шоптыколь». По данным сцинтилляционного анализа при переплавке включения образуют частицы сплава золота и серебра. Содержание золота в обобщенных пробах угля месторождения «Шоптыколь» составляет 0,007 г/т, серебра — 0,03 г/т. Показано, что сцинтилляционное определение драгоценных металлов в бурых углях Казахстана с применением комплекса «Гранд-Поток» с анализатором МАЭС является более экспрессным при сравнимых пределах обнаружения, чем с использованием таких методов, как атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС), масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) и атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС).

45-49 105
Аннотация

Для эмиссионного экспресс-определения фтора в пробах флюорита была опробована дополнительная линейка БЛПП-369, установленная в спектрометр «Гранд». Фторсодержащие пробы флюорита вводили в плазму дугового разряда способом просыпки – вдувания с одновременным введением оксида кальция квалификации осч по второй транспортерной ленте. Использование дополнительной линейки с рабочим диапазоном 528 – 536 нм позволило получить развернутый молекулярный спектр CaF с интенсивностью, достаточной для определения фтора в пробах флюорита. Линейный динамический диапазон построенной градуировочной зависимости — 0,12 – 47,63 %. Было проанализировано порядка 200 проб флюорита. Интеграция дополнительной линейки позволила увеличить верхнюю границу определяемых содержаний фтора до его максимальных концентраций в флюорите, что значительно упростило и ускорило проведение анализа: отпала необходимость дополнительного разбавления пробы, что, в свою очередь, уменьшило погрешность измерений. Показано, что не требуется вводить дополнительных буферных смесей (кроме CaO) и использовать линии сравнения для определения фтора, что также упрощает проведение измерений.

50-55 75
Аннотация

Разработана методика концентрирования примесей в высокочистом диоксиде германия (GeO2) с применением микроволновой системы пробоподготовки MARS 5. Основу пробы удаляли путем парофазной отгонки германия в виде летучего тетрахлорида (GeCl4). Выбраны параметры работы микроволновой системы, галогенирующий реагент и условия отделения основы пробы более чем на 99 %. Разработана комбинированная методика количественного химического анализа (КХА) GeO2 методом атомно-эмиссионной спектрометрии с дугой постоянного тока (ДПТ-АЭС) с многоканальным анализатором спектров МАЭС производства «ВМК-Оптоэлектроника». Определено остаточное содержание германия в растворах, полученных после парофазной отгонки основы пробы. Показано, что пределы обнаружения (ПО) 46 элементов при ДПТ-АЭС анализе диоксида германия с предварительным концентрированием примесей находятся в диапазоне n · 10–8n · 10–4 % масс. Правильность комбинированной ДПТ-АЭС методики подтверждена экспериментом «введено – найдено».

56-59 73
Аннотация

Предложена и опробована атомно-эмиссионная с дуговым возбуждением методика определения гафния в цирконии. Исследования проведены с использованием спектрометра PGS-2 с регистрацией спектра анализатором МАЭС и обработкой информации программным обеспечением «Атом 3.3» (ООО «ВМК-Оптоэлектроника», г. Новосибирск). Возбуждение спектров предварительно окисленного металла осуществляли среднечастотным генератором «Везувий» (ООО «ВМК-Оптоэлектроника», г. Новосибирск). Выбраны аналитическая линия гафния, свободная от спектральных наложений линий циркония, сила тока дугового разряда переменного тока (20 А), время экспозиции (30 с) и форма электрода, в который помещают пробу («узкий кратер»). Изучено влияние буферирующих добавок (порошковый графит, фторид висмута) на интенсивность линий аналита. Показано, что бóльшая чувствительность определения характерна для окисленного материала без добавок. Уменьшение случайной погрешности, связанной с влиянием условий возбуждения и подготовки к анализу, достигнуто использованием в качестве аналитического сигнала отношения интенсивностей линий аналита и элемента сравнения — циркония. Даны рекомендации по приготовлению образцов для градуировки. Нижняя граница определяемых содержаний составляет 0,01 % при относительном стандартном отклонении повторяемости 3 %.

60-66 66
Аннотация

Исследован макро- и микроэлементный состав золы растительного сырья: выявлены преобладающие матричные элементы, установлены их химическая форма и содержание. Показано, что прямое определение примесей в минеральных остатках методом дуговой атомно-эмиссионной спектрометрии с многоканальным анализатором эмиссионных спектров (ДАЭС с МАЭС) осложнено влиянием макрокомпонента и его химической формы. Доказана возможность устранения этого влияния путем введения корректирующей добавки. Предложена методика определения макро- и микроэлементов в золе растений и проведена ее метрологическая аттестация.

67-72 112
Аннотация

В работе изучены особенности определения микроэлементов в образцах слюны методом атомно-эмиссионной спектрометрии с возбуждением спектра сухого остатка пробы с торца угольного электрода в дуговом разряде переменного тока. Анализ образцов проводили непосредственно после пробоотбора без дополнительных манипуляций (в том числе, минерализации). Спектры сухих остатков проб регистрировали с помощью спектрального прибора МФС-8, модернизированного фотодиодной линейкой МАЭС. Установлено, что полученные распределения содержаний P и Ca в пробах слюны подчиняются нормальному закону. Концентрации Mg, Si, Fe, Ti, Mn, Al, Cu, Zn, Cr соответствуют логнормальному распределению, в этом случае в качестве среднего значения следует использовать среднее геометрическое. Во всех образцах не удалось обнаружить Cd, Ag и Pb. Полученные данные о содержании элементов в 60 образцах слюны различных доноров находятся в удовлетворительном согласии с литературными. Исключение составляют Mg, Ca и P, для которых получены завышенные результаты, что может быть вызвано различием пробоподготовки, в частности, на этапе предварительного центрифугирования, и хранением образцов при отрицательных температурах.

 

73-76 65
Аннотация

В феврале 2019 г. исполняется 150 лет со дня открытия Периодического закона Д. И. Менделеева. Периодические зависимости находят все большее применение в самых различных областях фундаментальных и прикладных наук. В работе впервые рассмотрены закономерности периодических зависимостей логарифма концентрации химических элементов в зольном остатке волос человека от порядкового номера. Такие зависимости для различных регионов России носят сугубо индивидуальный характер. В полной мере это касается и жителей Сибирского региона, а также прилегающих районов. Показано, что распределение химических элементов для мужчин и женщин не одинаково и имеет свои особенности, равно как и распределение среди населения различных территорий проживания. Установлено, что в существенной мере это зависит от генетических и физиологических характеристик организма, экологических условий и изменчивости среды обитания, а также перенесенных болезней и других факторов. Это означает, что для населения различных урбанизированных территорий характерно строго индивидуальное распределение биогенных элементов. Выдвинута гипотеза, что экстремумы на исследуемых кривых могут служить своеобразным кодом данной местности, отражающим их взаимосвязь с различными факторами генетической и экологической природы.

77-81 71
Аннотация

Работа посвящена выбору алгоритмов оптимизации проведения дугового атомно-эмиссионного спектрального анализа с МАЭС для создания методик количественного спектрального анализа различных объектов. Выбор алгоритмов проведен на примере геологических объектов с алюмосиликатной матрицей. Элементный состав геологических объектов подобного рода определяют в целях получения маркеров, изучения геохронологических процессов, а также прогнозирования и поиска месторождений полезных ископаемых.

82-85 69
Аннотация

Показана возможность использования спектрометра «Гранд» с гибридной сборкой линеек фотодетекторов БЛПП-2000 производства «ВМК-Оптоэлектроника» для анализа растворов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС). Для прототипа спектрометра «Гранд-ИСП», состоящего из спектрометра «Гранд», ВЧ-генератора плазмы и источника питания ВЧ-генератора, определены аналитические характеристики: предел обнаружения элементов, долговременная стабильность, линейный динамический диапазон градуировочной зависимости для определения нескольких элементов, а также оптимальные параметры работы ВЧ-генератора. Линейный динамический диапазон составляет 105 при использовании одной аналитической линии элемента, долговременная стабильность — менее 2 % за 6 ч без использования внутреннего стандарта. Пределы обнаружения не уступают соответствующим характеристикам современных ИСП-спектрометров с аксиальным обзором плазмы и лежат в диапазоне суб-мкг/л. Показана возможность вычитания спектра холостой пробы из спектра анализируемой пробы с помощью программного обеспечения «Атом» для устранения эффекта наложения фона плазмы, например молекулярной полосы OH, на аналитические линии элементов. Полученные аналитические характеристики спектрометра позволяют использовать его как для создания нового комплекса с ИСП, так и для восстановления работоспособности неисправных ИСП-спектрометров.

86-90 56
Аннотация

Исследована возможность модернизации атомно-эмиссионного комплекса «Гранд-Поток» с анализатором МАЭС производства «ВМК-Оптоэлектроника» (г. Новосибирск), предназначенного для анализа порошковых проб, в целях его применения для анализа растворов и водных аэрозолей без изменения конструкции системы ввода пробы. Показано, что ее оснащение распылителем (небулайзером) позволяет определять в водных растворах платиноиды и золото с пределами обнаружения 1 – 5 ppm. Проведен анализ водных аэрозолей, содержащих наночастицы серебра, в режиме сцинтилляций: показано, что можно регистрировать отдельные наночастицы серебра размером около 200 нм и более. Таким образом, установлено, что проведенная модернизация комплекса позволяет использовать его для анализа не только растворов, но и аэрозолей, полученных при электроискровой и лазерной абляции различных материалов, а также для микроанализа объектов.

91-95 99
Аннотация

Известно, что рабочие свойства масла определяются добавлением в него некоторых элементов таблицы Менделеева. Свойства масла с течением времени могут существенно меняться из-за воздействия на него как высоких, так и крайне низких давлений и температур. Для обеспечения бесперебойной и продолжительной работы оборудования необходимо периодически проводить контроль различных показателей масла, в том числе определение металлов износа. Для этой цели чаще всего используют метод атомно-эмиссионной спектрометрии (АЭС) с возбуждением спектра в электрической дуге с вращающимся графитовым диском и индуктивно-связанной плазме (ИСП). Цель работы — определение металлов износа в масле с использованием источника микроволновой азотной плазмы и спектрометра «Экспресс» в соответствии с методикой ASTM D5185–09. Микроволновая плазма создана с использованием промышленного магнетрона с частотой 2,5 ГГц и СВЧ-резонатора, позволяющего получить тороидальную форму плазмы. Плазмообразующим газом служил азот с чистотой 99,6 %. В соответствии с методикой была приготовлена серия образцов сравнения металлов износа путем добавления оксидов металлов в базовое масло. После приготовления растворы разбавляли керосином в 10 раз по массе для устранения разности вязкости проб и возможности их распыления с помощью пневматического распылителя. Спектрометр позволяет одновременно регистрировать спектр в области 190 – 360 и 390 – 540 нм со временем интегрирования от 70 мс. Для снижения интенсивности молекулярных полос C2 и CN в промежуточный поток горелки вводили воздух. Построенные градуировочные графики для определения Al, Pb, Fe, Cu, Cr, Cn использовали при анализе контрольного образца. Показана возможность определения металлов износа в масле с использованием микроволновой плазмы в качестве источника возбуждения спектров.

96-102 72
Аннотация

Основные усовершенствования спектральных комплексов для сцинтилляционного атомно-эмиссионного анализа порошковых геологических проб направлены на повышение чувствительности, спектрального разрешения и быстродействия анализаторов спектра для снижения пределов обнаружения. Цель работы — разработка быстродействующих анализаторов МАЭС с гибридными сборками из 14 линеек фотодетекторов двух типов: высокочувствительных линеек БЛПП-2000 и линеек БЛПП-4000 с высокой пространственной разрешающей способностью, а также теоретическая оценка отношения сигнал/шум при регистрации сцинтилляционных и интегральных спектров этими линейками. Быстродействующие анализаторы МАЭС с линейками фотодетекторов БЛПП-2000 и БЛПП-4000 созданы по схеме с параллельным чтением линеек в гибридных сборках. Они содержат по 14 линеек БЛПП-2000 или БЛПП-4000 и позволяют спектрометру «Гранд» регистрировать спектральный диапазон 190 – 350 нм. Минимальное время экспозиции составляет 0,9 и 1,7 мс соответственно. Оценено, что отношение сигнал/шум при измерении интенсивностей спектральных линий линейкой БЛПП-2000 в три раза выше в интегральном анализе и в пять раз — в сцинтилляционном, чем линейкой БЛПП-4000.

103-111 84
Аннотация

Программное обеспечение «Атом» входит в состав спектральных комплексов для атомно-эмиссионного и атомно-абсорбционного анализа производства компании «ВМК-Оптоэлектроника». Мотивом совершенствования программы являются разработка новых и улучшение существующих спектральных приборов, появление новых математических методов и алгоритмов обработки спектральной информации, а также пожелания пользователей приборов. Цель статьи — ознакомление специалистов с наиболее заметными изменениями в программе «Атом» за период 2017 – 2018 гг. Создана 64-битная версия программы «Атом», позволившая снять ограничение на объем регистрируемых последовательностей спектров и существенно ускорить их обработку за счет распараллеливания вычислений по ядрам процессора, что важно, например, в сцинтилляционной атомно-эмиссионной спектрометрии. Для реализации метода атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией и источником непрерывного спектра для одновременного определения элементов разработаны инструменты «Автоматический дозатор» и «Абсорбционный спектрометр», а также реализован способ линеаризации градуировочной зависимости в широком диапазоне концентраций, предложенный Д. А. Кацковым. Добавлена возможность спектрофотометрического определения веществ в растворах их смесей. Разработаны инструменты «Сканер штрихкодов» и «Автоматический запуск измерений» для ускорения и автоматизации анализа. Программа дополнена набором полезных функций, предназначенных для разработки аналитических методик и программ анализа.

112-116 69
Аннотация

В атомно-эмиссионном спектральном анализе при использовании дуговых источников излучения ширина спектральной линии, как правило, много меньше аппаратной функции спектрального прибора. Таким образом, контур спектральной линии определяется аппаратной функцией прибора и может быть аппроксимирован, например, функцией Фойгта. Однако при анализе стандартных образцов с широким диапазоном концентраций элементов нередко возникает проблема самопоглощения, из-за которой приходится менять аналитическую линию, что не всегда возможно. В данной работе предлагается модифицировать функцию Фойгта путем добавления множителя, описывающего самопоглощение, по аналогии с законом Бугера – Ламберта. Возможность применения предлагаемой функции оценили при анализе стандартных образцов горных пород, руд и песчаников с использованием спектрального комплекса «Гранд-Поток» с анализатором МАЭС и линейками фотодетекторов БЛПП-2000: удалось увеличить рабочий диапазон градуировочных графиков для определения меди по линиям 327,3954 и 324,7532 нм, свинца по линии 287,3311 нм, никеля по линии 305,0818 нм и молибдена по линии 313,2594 нм на 1 – 3 порядка величины.

117-121 68
Аннотация

Современные малогабаритные спектрометры построены в основном по схеме Черни – Тернера с плоской дифракционной решеткой, а для получения максимальной светосилы в ущерб разрешению — по схеме с вогнутой дифракционной решеткой с плоским полем. В таких спектрометрах спектр регистрирует линейка фотодетекторов. Цель работы — информирование специалистов о характеристиках разработанных авторами малогабаритных спектрометров, отличающихся использованием для регистрации спектров бескорпусных линеек фотодетекторов, что исключает переотражение излучения от покровного стекла линеек и снижает уровень фонового излучения, а также герметичностью корпусов спектрометров для повышения срока их службы. Приведены параметры модификаций спектрометра, построенного по схеме Черни – Тернера, основные достоинства которого — низкий уровень рассеянного света внутри прибора и одинаковое спектральное разрешение во всем рабочем диапазоне. Рабочее относительное отверстие в схеме Черни – Тернера ограничено аберрациями значением 1/6. С большим относительным отверстием позволяет работать схема с плоским полем. По такой схеме разработаны три модификации спектрометра, дано описание их основных параметров. Приведены результаты экспериментального сравнения светосилы и спектрального разрешения спектрометров с разными оптическими схемами. Представлены примеры использования разработанных спектрометров. Приборы, построенные по схеме Черни – Тернера, используют в атомно-эмиссионном и атомно-абсорбционном спектральном анализе, а также в спектрофотометрии для регистрации спектров поглощения конденсированных сред. С помощью спектрометра с плоским полем регистрируют люминесценцию и спектры комбинационного рассеяния минералов. Разработанные малогабаритные спектрометры имеют рабочий спектральный диапазон от 190 до 1100 нм с возможностью регистрации участков спектра шириной от 70 до 1000 нм, наилучшее разрешение 0,1 нм и уровень фонового излучения менее 0,05 %, при этом минимальная регистрируемая оптическая плотность более 3. Спектрометры с плоским полем имеют повышенную светосилу благодаря большому относительному отверстию 1/2,1.

122-125 122
Аннотация

Быстродействия коммерчески доступных пирометров спектрального отношения и яркостных пирометров часто недостаточно для контроля динамично изменяющейся температуры, например графитовой кюветы в электротермическом атомизаторе атомно-абсорбционного спектрометра, скорость нарастания температуры которой составляет 104 °C/с. Преимуществом спектральных пирометров являются возможность измерения температуры объектов с неизвестной излучательной способностью и высокое быстродействие. Цель работы — создание высокоскоростного спектрального пирометра на основе спектрометра «Колибри-2» с рабочим спектральным диапазоном 400 – 1050 нм, линейкой фотодетекторов БЛПП-2000 и минимальным временем базовой экспозиции 0,4 мс. Температуру рассчитывали путем построения спектра излучения объекта в координатах Вина с учетом калибровки спектрального пирометра по источнику излучения с известной температурой и измерения угла наклона полученного графика. Относительная погрешность измерения температуры спектральным пирометром, оцененная путем сравнения результатов измерения с полученными с применением калиброванного одноканального пирометра «Термоконт-ТН5С1М» производства ННТП «Термоконт», составила не более 1,5 % в диапазоне температур от 1000 до 2400 °C и выше, а его быстродействие — до 2500 измерений/с. В работе приведены результаты измерения спектральным пирометром температуры графитовой кюветы электротермического атомизатора в процессе атомизации пробы при скорости нарастания температуры до 104 °C/с.

126-129 83
Аннотация

Рассмотрены особенности подготовки специалистов, бакалавров и магистров в области атомно-эмиссионного спектрального анализа на кафедре физико-химических методов анализа УрФУ. При подготовке бакалавров объем курса «Методы атомного спектрального анализа» сокращен почти вдвое по сравнению с аналогичным курсом специалитета. Существенно уменьшены объемы всех видов практики и исследовательских работ, поэтому выпускники бакалавриата могут встраиваться в реальную практическую деятельность лабораторий предприятий и организаций только на лаборантских должностях. Обучение в магистратуре позволяет углубить теоретические знания, но особенное значение имеет большой объем научно-исследовательских работ и практик. Таким образом, только полный цикл двухуровневого образования может быть сопоставим с прежней инженерной подготовкой специалистов. Приведена структура учебного плана и описаны особенности постановки курсов повышения квалификации специалистов аналитических лабораторий (дополнительное профессиональное образование). Курсы ориентированы на подробное изучение особенностей регистрации атомно-эмиссионных спектров анализатором МАЭС с применением программы «Атом». Описан опыт проведения преподавателями УрФУ в учебных центрах предприятий курсов повышения квалификации работников заводских лабораторий. Эта форма дополнительного профессионального образования рекомендована для повышения квалификации работников лабораторий крупных предприятий.

130-134 81
Аннотация

В статье приведены краткие сведения о системе стандартных образцов (СО) в Российской Федерации, в частности, в области нормативного правового обеспечения создания и применения СО. Обозначена роль Государственной службы стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов, затронуты составляющие государственного регулирования при создании национального рынка стандартных образцов. Показаны аспекты «поиска» СО, необходимых для реализации поставленных перед лабораторией измерительных задач. Представлена информация о крупных изготовителях СО в области металлургии, атомной энергетики и геологии.

135-138 51
Аннотация

Проведена проверка повторяемости и стабильности результатов определения элементов в стандартном образце УГ20, полученных с использованием вакуумного атомно-эмиссионного спектрометра «Гранд-Эксперт» в масштабах времени 10 мин и 1 ч. Рассчитаны значения стандартной и расширенной неопределенностей результатов определения углерода, хрома, марганца, никеля и кремния, характеризующие повторяемость и временнýю стабильность. Показано, что атомно-эмиссионный спектрометр «Гранд-Эксперт» позволяет определять легирующие элементы в сталях с относительной расширенной неопределенностью от 1 до 2 %. Результаты определения углерода характеризуются повышенной расширенной неопределенностью около 3 %.

139-144 61
Аннотация

Двухструйная дуговая плазма применяется для прямого атомно-эмиссионного анализа порошковых проб. Для нее характерны относительно слабые матричные влияния, что позволяет использовать единые образцы сравнения на основе графитового порошка для анализа проб с неорганической, органической и органоминеральной матрицей. В настоящей работе обсуждены матричные влияния, обусловленные разной термостойкостью и эффективностью испарения проб в плазме, что ограничивает применение единого подхода к анализу проб разной природы. При анализе стандартных образцов геологических проб выделена группа элементов (Al, Ba, Ca, La, Mg, Mn, Sr, Ti, Y), для которых имеет место значительное занижение концентраций. Показано, что для определения редкоземельных элементов следует регистрировать спектры в зоне после слияния струй, обеспечивающей полное испарение этих элементов. При использовании этой зоны наблюдения результаты определения других элементов несколько улучшаются, но не достигают аттестованных значений. Для ускорения испарения образца в плазме проведены эксперименты по выбору условий протекания плазмохимических реакций, позволяющих перевести матричные элементы в более летучие формы. Показано, что добавка гидрофторида аммония к порошковой пробе значительно увеличивает интенсивности линий Al и Ca, прочно связанных с кремниевой матрицей. Неполное испарение наблюдалось и при анализе биологических проб с размером частиц более 100 мкм. Для эффективного разложения органической матрицы в плазме было достаточно уменьшить расход транспортирующего аргона, при этом расход газа зависит от термостойкости и размера частиц пробы. Другим способом улучшения испарения биологических проб является предварительное обугливание.

145-150 77
Аннотация

Оценены степень и характер нарушения локального термодинамического равновесия (ЛТР) в аналитической зоне плазменной струи, генерируемой дуговым аргоновым двухструйным плазмотроном (ДДП). Использован нетрадиционный способ, основанный на определении неравновесного параметра bi, равного отношению действительной (определенной экспериментально) заселенности энергетического уровня (ni) какого-либо элемента к заселенности этого же уровня, вычисленной из уравнения Саха (nis). На примере Ca, Mg и Be установлено ионизирующее отклонение исследуемой плазмы от равновесного состояния, когда имеет место перезаселение только низколежащих атомных уровней. Показана явная зависимость величины bi от потенциала ионизации рассматриваемого элемента. Результаты интерпретированы в свете усиления роли радиационных процессов при возбуждении спектров в ДДП.



ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)