金屬材料成分分析技術(shù)發(fā)展前景

朱澤琿

(1.湖南九嶷職業(yè)技術(shù)學院，湖南 永州 425000；2.湖南瀟湘技師學院，湖南 永州 425000)

0 引言

無論是國家經(jīng)濟建設還是科學技術(shù)的發(fā)展，都與金屬材料的應用密不可分，要想充分發(fā)揮出金屬材料的特性，使其為人類文明和科學技術(shù)進步提供有力的支持，就必須能夠全面掌握金屬材料的成分和其所具有的特點。為此，人們不斷進行金屬材料分析方法的改進和研究，從最初應用的傳統(tǒng)技術(shù)到現(xiàn)代的新技術(shù)，都在不斷提高分析能力。但由于金屬材料的種類較為繁多，且被廣泛的應用到各個不同的行業(yè)領域，所以，現(xiàn)代市場當中對于金屬材料的需求量日益增長，而且在不斷的創(chuàng)新和改進過程中，很多新型復合金屬材料出現(xiàn)，要想發(fā)揮出這些新型復合金屬材料的作用，就需要對其進行成分的準確分析，如此才能夠更好地應用到生產(chǎn)當中，并為今后新型金屬材料的研發(fā)奠定堅實的基礎[1]。

1 金屬材料成分分析技術(shù)的重要價值

(1)有助于對金屬材料性能的了解。通過金屬材料成分分析能夠幫助人們掌握金屬材料性能的成因，并通過多種材料分析進行金屬材料規(guī)律的總結(jié)。在分析設備的顯現(xiàn)下，金屬材料顯微組織具備晶粒類型、形狀、大小、相對數(shù)量和相對分布等五大要素，均能夠?qū)饘俨牧系男阅墚a(chǎn)生很大的影響[2]。其中，金屬材料的原子結(jié)構(gòu)、原子之間結(jié)合鍵和晶體結(jié)構(gòu)等方面是決定金屬材料顯微組織中各種晶粒相對數(shù)量的主要因素。同時，不同成分的金屬材料在這一方面也存在著很大的差異，在性能方面也有著很大的不同。

(2)有利于對金屬材料加工技術(shù)與加工工藝的改進。主要原因在于在確定金屬材料化學成分以后，能夠根據(jù)其成分性能和加工需求進行全面的分析和研究，并通過實踐驗證和理論知識的對應分析來確定最佳的金屬材料加工工藝，尤其科學合理的加工工藝和加工方法對于金屬制造品質(zhì)能夠起到極大的推動作用，同時其還能夠在最大程度上確保金屬材料性能的全面發(fā)揮。所以，通過金屬材料成分的精準分析能夠更加準確地掌握其成分組成和基本特性，并由此來指導加工工藝和加工方法的改進，使其加工生產(chǎn)更具針對性，生產(chǎn)出的金屬材料產(chǎn)品質(zhì)量更高[3]。

(3)有益于金屬材料安全、經(jīng)濟、合理的應用。針對金屬材料的成分進行有效的分析，有助于對金屬材料應用的經(jīng)濟性、安全性和合理性的提升，使其能夠更好地發(fā)揮出金屬材料的優(yōu)良性能。尤其對金屬材料潛力的發(fā)揮，能夠使其形成人們所需要的使用性能。例如，在充分了解和掌握金屬材料成分后，對金屬材料的基體金屬與合金組元的合理搭配，運用合適的加工工藝和熱處理方法，能夠使其性能達到最佳[4]。

(4)有利于金屬材料熱處理方法相關設備的適當選擇。金屬材料需通過一些設備和處理工藝進行加工后，才能夠充分發(fā)揮出其所具有的性能，并滿足現(xiàn)代生產(chǎn)工藝的要求，而大部分金屬材料在加工之后還需要進行熱處理，主要目的在于有效地完善金屬材料的性能，發(fā)揮出其具有的潛力。另外，通過對金屬材料的熱處理，能夠有效消除金屬材料加工過程中所產(chǎn)生的組織缺陷，使其應用性能得到最大程度上的激發(fā)[5]。

2 金屬材料成分分析新技術(shù)

(1)激光誘導等離子體光譜技術(shù)。在金屬材料成分分析的新技術(shù)當中，激光誘導等離子體光譜技術(shù)是近幾年才真正發(fā)明和逐漸應用到實踐當中的新技術(shù)方法，其主要的特點是設備較為簡單且操作極為便利，在檢測成本方面投入較少，同時能夠進行多種金屬元素的檢測，在檢測分析效率方面有著極好的優(yōu)勢。目前，激光誘導等離子體光譜技術(shù)常常被用來檢測不銹鋼中的微量元素。但激光誘導等離子體光譜技術(shù)的適用范圍較窄，受到技術(shù)范圍的限制導致其應用市場較為狹小[6]。

(2)電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)。電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)是在20世紀80年代發(fā)展起來的無機元素和同位素分析測試技術(shù)基礎上研發(fā)和應用的。其有著極為獨特的接口技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電感耦合等離子體高溫電離特性與質(zhì)譜計的靈敏度、快速掃描等優(yōu)點進行有機融合，是屬于一種具備較高靈敏度的成分分析技術(shù)。

(3)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜技術(shù)屬于一種新型的原子發(fā)射光譜法技術(shù)，其主要的工作原理是利用金屬元素受到一定條件激發(fā)而產(chǎn)生電子躍遷，并在譜線方面上表現(xiàn)一定強度的測量技術(shù)方法，其具有測量范圍廣且靈敏度高的優(yōu)勢。目前，在金屬成分分析方法當中，電感耦合等離子原子發(fā)射光譜技術(shù)是一種發(fā)展較為完善且應用較為成熟的新型測量技術(shù)，能夠確保金屬材料成分測量的高靈敏度和高準確性，在應用范圍方面也有著極高的廣泛性，因此，在當前是屬于較為常用的金屬材料成分分析新技術(shù)，應用價值較高。

(4)石墨爐原子吸收技術(shù)。石墨爐原子吸收技術(shù)應用的原理主要在于利用石墨材料制作成管或杯等形狀的原子化器，并使用電流加熱原子化進行原子吸收分析，以此來進行金屬材料成分的分析。

由于樣品全部參加原子化，石墨爐原子吸收技術(shù)能夠有效避免原子濃度在火焰氣體當中的稀釋，所以，石墨爐原子吸收技術(shù)的靈敏度有了顯著的提升，這一技術(shù)方法常被應用在測定衡量金屬元素方面，其性能水平相比其他新技術(shù)方法更具優(yōu)勢，而且能夠應用在少量樣品的分析和固體樣品的直接分析方面，因此，其應用領域也較為廣泛，在金屬成分檢測中發(fā)揮著重要的作用。

3 金屬材料成分分析技術(shù)發(fā)展前景

隨著時代的發(fā)展和現(xiàn)代科學技術(shù)的進步以及人們需求的不斷增長，越來越多的金屬材料被應用到生產(chǎn)當中。同時，越來越多更加復雜的金屬材料正在被研究和開發(fā)。而對于這些新型金屬材料的成分分析，傳統(tǒng)的金屬材料成分分析方法已經(jīng)逐漸無法滿足當前新型金屬材料成分分析的要求。

為了更加準確地進行新型復雜金屬材料的成分分析，提高分析效果和質(zhì)量，就必須要不斷進行新技術(shù)方法的研究。當前，在現(xiàn)代科學技術(shù)高速發(fā)展推動下，越來越多的現(xiàn)代金屬成分分析方法得以研發(fā)和應用，這些新技術(shù)方法能夠更加專注于金屬材料的成分、缺陷與結(jié)構(gòu)等方面的分析，同時，更多的分析檢測儀器也在不斷的進行改進，這也為新技術(shù)方法的應用提供了實踐應用的載體。在這一發(fā)展趨勢下，金屬材料的成分分析技術(shù)正在朝著高效、精確的方向邁進，而且在操作流程方面逐漸趨于自動化、智能化，測量精度和靈敏度以及準確度方面也在不斷的提升，未來人類科技文明必然會向著更高的維度邁進，而作為科學技術(shù)重要組成部分的金屬材料與加工工藝、成分分析工藝也必然會獲得更加廣闊的發(fā)展空間，推動人類文明的高速進步。

4 結(jié)語

新技術(shù)下金屬材料成份分析技術(shù)的應用，能有效彌補傳統(tǒng)金屬材料成份分析技術(shù)的不足，促使技術(shù)、設備變革，這就需要相關企業(yè)和工作人員提高創(chuàng)新意識，旨在為金屬成分制造提供良好支持。除此之外，要求管理人員做好所有部門協(xié)調(diào)工作，同時加強行業(yè)間的交流，編制相應的加工方法，旨在有效發(fā)揮出金屬材料成分分析技術(shù)的作用，為促進各行業(yè)發(fā)展提供支持。