固體中氮分析原理

鋼中的雜質(zhì)氮是在冶煉、加工等過程中由原材料及氣氛中吸入、殘留于鋼中造成的。在一定情況下，氮也作為一種重要的合金元素從中間合金或用滲入的方式加入。氮在鋼中的含量因冶煉方式、熱處理制度和鋼種的合金成份而變動，一般為 0.001%-0.50%，若經(jīng)氮化處理，鋼件表層的氮量可達(dá) 1%-6%。鋼中的氮絕大部分是與合金元素形成氮化物或碳氮化物，部分以原子狀態(tài)固溶于鋼中，較少數(shù)情況下，氮以分子狀態(tài)夾雜于氣泡中或吸附在鋼的表面。氮是一種形成穩(wěn)定奧氏體能力很強(qiáng)的元素，可在不降低塑性的前提下提高鋼的硬度、強(qiáng)度和耐腐蝕性。氮與鉻、鎢、鉬等元素形成彌散穩(wěn)定的氮化物后將極度地提高鋼的蠕變和持久強(qiáng)度。對鋼件表面滲氮處理得到高度彌散的氮化物層，可獲得良好的綜合力學(xué)性能。氮還影響鋼的電磁性能。如在硅鋼中，含有氮化鋁將導(dǎo)致矯頑力增大和導(dǎo)磁率降低，但利用硫化錳和氮化鋁的有利夾雜，可以穩(wěn)定地獲得大晶粒的高取向組織和高磁感的冷軋硅鋼片。氮對鋼液有不利影響，如使低碳鋼在提高強(qiáng)度和硬度的同時韌性降低，缺口敏感性增加，并產(chǎn)生蘭脆現(xiàn)象同時，當(dāng)?shù)枯^高時將使鋼的宏觀組織疏松，甚至產(chǎn)生氣泡，使熱或冷的變形加工發(fā)生困難。因此，對鋼中氮進(jìn)行測定和了解，為控制冶煉和加工工藝提供了技術(shù)參數(shù)指導(dǎo)，具有重要的意義。自從六十年代初 A.M.Baccemah 等人將脈沖加熱技術(shù)應(yīng)用于金屬中氣體分析以來，這種方法得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，利用該技術(shù)制成的氣體分析儀不斷完善并發(fā)展，逐步趨于智能化，簡便化。越來越多的實(shí)驗(yàn)室都選用儀器來完成樣品的分析，避開化學(xué)法中配制溶液、選擇溶液等復(fù)雜操作。目前高溫合金、生鐵及鑄鐵、金屬功能材料等金屬中氮的檢測均采用脈沖加熱惰性氣體熔融熱導(dǎo)檢測法。脈沖加熱惰性氣體熔融熱導(dǎo)檢測法（JISG1228-86, ISO10720:1997）適用于鋼鐵中全范圍氮的測定。

鋼中氮及其對鋼材性能的影響

鋼中氮主要來源于爐料和大氣，它對鋼性能的影響與氫和氧有些不同，氫、氧尤其是氫對鋼材產(chǎn)生非常有害的影響。因此在冶煉過程中盡量設(shè)法去除。而氮作為雜質(zhì)元素雖在一定條件下導(dǎo)致鋼材的藍(lán)脆、時效等現(xiàn)象，并且超過某一限度時易在鋼中形成氣泡、疏松等缺陷。但它對鋼材性能還有有利的作用，已被認(rèn)為是一種重要的合金元素，并用中間合金和滲氮的方法加入鋼中，以獲得所需的鋼材性質(zhì)。

金剛石微粉由于其硬度高、耐磨性好，可廣泛用于切削、磨削、鉆探等，是研磨拋光硬質(zhì)合金、陶瓷、寶石、光學(xué)玻璃等高硬度材料的理想原料。金剛石微粉的雜質(zhì)含量，主要來自其細(xì)化之前的金剛石原料。雜質(zhì)含量是測評金剛石微粉的一個重要指標(biāo)，直接影響后續(xù)工程應(yīng)用中的使用效果。不同的應(yīng)用領(lǐng)域，對其雜質(zhì)含量的高低也有所不同，例如將平均粒徑小于10μm以下金剛石微粉用于電鍍工具、線鋸等，其雜質(zhì)含量高的微粉極易結(jié)成堅(jiān)硬結(jié)塊，不容易分散開來，嚴(yán)重影響金剛石工具及制品的質(zhì)量。氮雜質(zhì)作為人造金剛石的主要結(jié)構(gòu)缺陷，對晶體本身的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性能有著重要影響

一般認(rèn)為，氧在人造金剛石中以微量金屬氧化物存在或以可替代方式固溶于人造金剛石中。測定人造金剛石中氧和氮的含量對人們了解氧和氮與人造金剛石性能之問的內(nèi)在關(guān)系有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。惰氣熔融脈沖加熱法是目前測定材料中氧和氮常用的一種分析方法。采用脈沖加熱惰氣熔融-熱導(dǎo)法的氧氮?dú)浞治鰞xON-3000同時測定金剛石微粉中氧和氮，完全能夠滿足生產(chǎn)需求。

銅制品

有必要仔細(xì)監(jiān)控銅制品的生產(chǎn)流程，以使產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，避免報(bào)廢。因此需要準(zhǔn)確的測定從原材料到成品的生產(chǎn)過程中氧以及氫的含量。納克ONH配有兩個獨(dú)立的紅外吸收池，可準(zhǔn)確測定原材料中的高氧含量和無氧銅中的低氧含量，其低運(yùn)維成本支持不斷增長的分析需求。

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