X熒光光譜儀在電瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用

高國(guó)玲

(唐山高壓電瓷有限公司 河北 唐山 063000)

隨著我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，電站的輸電等級(jí)不斷提高，500 kV的超高壓，750 kV、1 100 kV及以上的特高壓，發(fā)展迅速，這就要求作為電力市場(chǎng)重要元件之一的電瓷產(chǎn)品，也要隨著市場(chǎng)的發(fā)展不斷通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，提高產(chǎn)品檔次，提高產(chǎn)品質(zhì)量，以適應(yīng)快速發(fā)展的電力市場(chǎng)的需要。而我公司產(chǎn)品所用的主要原材料是礦物原料，質(zhì)量波動(dòng)較大，因此我公司化驗(yàn)室引進(jìn)了德國(guó)布魯克AXS有限公司的S4 PIONEER X熒光光譜儀，加大進(jìn)廠原料的質(zhì)量檢驗(yàn)。將檢驗(yàn)頻次由原來(lái)的幾車一批，改為每車一批，根據(jù)每批原料的質(zhì)量波動(dòng)情況適時(shí)調(diào)整配比，以保證產(chǎn)品化學(xué)成分的穩(wěn)定。同時(shí)增加每周一次對(duì)磨漿和混漿泥漿的化學(xué)成分的檢測(cè)；每月一次對(duì)干坯和瓷件的化學(xué)成分的檢測(cè)。原料更換批次后都要留磨漿檢測(cè)，嚴(yán)格控制每批原料的使用前和使用后情況，以保證產(chǎn)品質(zhì)量性能穩(wěn)定。

1 分析的樣品和需要檢測(cè)的化學(xué)成分

1)礦物原料。鉀長(zhǎng)石,特級(jí)鋁礬土，左云土，寬城土，岳家莊，法庫(kù)土，腐植酸鈉，釉用原料，球石，磨襯等。

2)磨漿。將各種礦物原料按配比放入球磨機(jī)，加水研磨成為具有一定細(xì)度的泥漿。

3)混漿。磨漿與成形過(guò)程中產(chǎn)生的廢料制成的舊漿按比例混合后的泥漿。

4)干坯。干坯為成形干燥后的半成品。

5)瓷件。經(jīng)高溫?zé)珊蟮漠a(chǎn)品。

6)將每種樣品中的SiO2,Al2O3,Fe2O3,TiO2,CaO,MgO,K2O,Na2O作為檢測(cè)的成分。

2 制樣方法

根據(jù)樣品性能和我廠對(duì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度的要求，節(jié)合X熒光光譜儀性能，通過(guò)大量實(shí)際對(duì)比測(cè)量，最終選擇氧化物和腐植酸鈉用壓片法檢測(cè)(因檢測(cè)量很少暫不介紹)，其它物質(zhì)用熔片法檢測(cè)(主要檢測(cè)方法)。

1)溶劑。所用溶劑為無(wú)水四硼酸鋰(67%)和偏硼酸鋰(34%)的混合物。

2)樣品。溶劑=0.7 g∶7 g。

3)脫模劑。使用NH4I作為脫模劑。

4)制樣模具。采用95%鉑金+5%黃金制成的坩堝和模具。

5)熔片規(guī)格。直徑3.5 cm，厚度為3 mm。

3 檢驗(yàn)過(guò)程

3.1 樣品處理

1)所檢測(cè)樣品要先烘干，磨細(xì)，使其全部通過(guò)200目篩或用手摸沒(méi)有顆粒感為止。

2)放入105～110 ℃烘箱烘干2 h后，放入干燥器冷卻至室溫。

3)用精度為十萬(wàn)分之一的天平稱量1.000 00 g樣品于瓷坩堝中，入高溫電爐逐漸升溫，在950～1 000 ℃保溫1 h，然后放入干燥器冷卻至室溫，測(cè)定燒失量。

3.2 制熔片

1)用精度為十萬(wàn)分之一的天平稱取溶劑(7.000 00±0.000 30) g ，稱取樣品(0.7±0.000 30) g放入鉑金坩堝中，攪拌均勻后加入NH4I約50 mg。

2)將坩堝放在熔樣機(jī)的工作線圈內(nèi)的陶瓷支架上，選擇熔融制樣模式：按“自動(dòng)”，選“1模式”(預(yù)熱180 s，熔融420 s，熔融溫度1 050 ℃，自冷60 s，風(fēng)冷180 s)，按開始按鈕，自動(dòng)完成制樣的全過(guò)程。

3)將熔片從坩堝倒出，檢查熔片質(zhì)量。熔片透明，測(cè)量表面無(wú)氣泡，無(wú)黑塊時(shí)說(shuō)明熔片質(zhì)量合格。將熔好的熔片最好立刻放進(jìn)熒光儀測(cè)量或放進(jìn)干燥器內(nèi)保存以待測(cè)量。

3.3 化學(xué)成分分析

1)取合格的熔片，放進(jìn)樣品杯中，將樣品杯放入X熒光儀的樣品室，蓋好分析儀上蓋，從電腦中輸入樣品信息后，選擇“發(fā)送樣品”。每個(gè)樣片測(cè)量需8 min左右，當(dāng)測(cè)量結(jié)果顯示“Sum”為99.5%～100.5%時(shí)，說(shuō)明測(cè)量進(jìn)行良好，若不在此范圍內(nèi)，則需重新熔片。

2)數(shù)據(jù)折算。顯示結(jié)果中每種樣品含量為m，燒失量為L(zhǎng)OI%，則樣品中每種元素折算后含量為n=m×(1-LOI%)。將該樣品數(shù)折算后數(shù)值取小數(shù)點(diǎn)后兩位，保存到相應(yīng)樣品文件中，填寫化驗(yàn)報(bào)告。

4 注意事項(xiàng)

日常操作中重點(diǎn)注意以下事項(xiàng)：

1)溶劑對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。我公司用不同批次的溶劑做對(duì)比測(cè)量，使用新購(gòu)買的溶劑測(cè)出來(lái)的數(shù)值普遍偏高，經(jīng)與供應(yīng)商咨詢，是溶劑加工用的窯爐改變。

2)保證氬甲烷氣體(P10氣體)純度，不要隨便更換廠家。

3)隨時(shí)觀察水冷機(jī)顯示數(shù)據(jù)，溫度異常時(shí)，首先考慮清洗室外機(jī)，定期清洗室外機(jī)。

4)分析結(jié)果合量偏高或偏低時(shí)的處理方法：①重新制作熔片，樣品研磨要充分，細(xì)度越細(xì)越好；②檢查鉑金模具的底面是否光滑，如果不光滑，需拋光或重新熔鑄；③和標(biāo)樣做對(duì)比測(cè)量；④用不同批次溶劑做對(duì)比測(cè)量；⑤儀器做漂移校正。

5 熒光光譜儀的校準(zhǔn)

為了保證測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確，結(jié)合我公司的測(cè)量需要，選定了兩種校準(zhǔn)方法。

5.1 漂移校正

5.1.1 頻次

1)更換P10氣體后，需進(jìn)行漂移校正。

2)開關(guān)機(jī)操作，熒光儀穩(wěn)定后，合量不太理想，需做漂移校正。

3)對(duì)測(cè)量結(jié)果懷疑時(shí)，進(jìn)行定量分析的漂移校正。

5.1.2 方法

選擇28 mm面罩，在測(cè)量界面點(diǎn)擊漂移校正，選擇電瓷材料曲線，導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)樣片(SQ1、SQ2、SQ3)，按照電腦指定位置放置，點(diǎn)擊發(fā)送測(cè)量樣品，進(jìn)行校正，校正結(jié)果以強(qiáng)度形式自動(dòng)保存在電腦中。校正完畢，取出標(biāo)準(zhǔn)樣片放入標(biāo)樣盒于干燥器中保存。校正結(jié)果超差儀器自動(dòng)報(bào)警，需咨詢廠家解決問(wèn)題。

5.2 標(biāo)樣校準(zhǔn)

5.2.1 需要測(cè)試的標(biāo)樣

鉀長(zhǎng)石 GBW03116；礬土 GBW03133；粘土 GBW03103；硅質(zhì)砂巖 GBW03114。

5.2.2 頻次

1)正常情況下，鉀長(zhǎng)石(GBW03116)、礬土(GBW03133)每1個(gè)月檢測(cè)1次;粘土(GBW03103)、硅質(zhì)砂巖(GBW03114)每3個(gè)月檢測(cè)1次。

2)對(duì)測(cè)定結(jié)果質(zhì)疑時(shí)，及時(shí)測(cè)定相應(yīng)的標(biāo)樣。

5.2.3 方法

標(biāo)樣校準(zhǔn)方法與原料檢驗(yàn)方法相同。按后實(shí)測(cè)值與給定標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比。

6 結(jié)論

通過(guò)實(shí)踐探索，X射線熒光光譜儀在使用中性能穩(wěn)定，不但可滿足對(duì)等靜壓產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過(guò)程的控制，還對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、性能的升級(jí)做出了積極的貢獻(xiàn)；同時(shí)縮短了化驗(yàn)周期，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，減少了人為誤差。