固體中氧分析原理

氧(yang)在(zai)固態鋼中的溶解度很小(xiao)，大部分以(yi)氧(yang)化物形(xing)式存(cun)在(zai)，如 AL2O3、SiO2、MnO、FeO、TiO2、Cr2O3、MgO、ZrO2、CaO、Fe2O3、Fe3O4。這(zhe)些氧(yang)化物夾雜很少以(yi)簡單氧(yang)化物形(xing)式存(cun)在(zai)，常以(yi)各(ge)種復雜氧(yang)化物形(xing)式存(cun)在(zai)，如

MnO-SiO2-Al2O3系氧(yang)(yang)化物(wu)，含有鋼玉(yu)、石(shi)英、錳(meng)尖晶石(shi)等；FexMn1-xO-SiO2-Al2O3氧(yang)(yang)化物(wu)，含有鐵尖晶石(shi)；MgO-SiO2-Al2O3 系氧(yang)(yang)化物(wu)和(he) CaO-SiO2-Al2O3 系氧(yang)(yang)化物(wu)。這(zhe)些非金屬夾雜會導致鋼的(de)(de)機(ji)械性(xing)能（如張力、延展性(xing)、硬度和(he)疲勞性(xing)）、物(wu)理(li)性(xing)能（如密度、熱膨脹性(xing)和(he)比熱容(rong)）、抗腐蝕(shi)性(xing)(濕度和(he)高(gao)溫)和(he)可焊(han)接(jie)性(xing)顯(xian)著(zhu)下(xia)降。氧(yang)(yang)的(de)(de)檢(jian)測(ce)(ce)通過紅(hong)外分析器(qi)來完成(cheng)。紅(hong)外分析器(qi)由紅(hong)外光源發(fa)出穩定的(de)(de)光信號，經(jing)過切光器(qi)，調制(zhi)為光脈沖(chong)（交(jiao)流光信號），交(jiao)替通過氣(qi)室(shi)的(de)(de)不同測(ce)(ce)量(liang)池(chi)，被檢(jian)測(ce)(ce)器(qi)吸收。當(dang)測(ce)(ce)量(liang)池(chi)通入(ru)(ru)零氣(qi)時(shi)，儀器(qi)的(de)(de)輸出信號為零。當(dang)測(ce)(ce)量(liang)池(chi)中通入(ru)(ru)被測(ce)(ce)氣(qi)時(shi)，測(ce)(ce)量(liang)池(chi)中的(de)(de)輻射能量(liang)被相應吸收，經(jing)放(fang)大(da)器(qi)后便產生一個與被測(ce)(ce)氣(qi)濃度成(cheng)某種(zhong)函數關(guan)系的(de)(de)電壓信號，該微(wei)量(liang)信號經(jing)放(fang)大(da)處理(li)輸出到(dao)計(ji)算機(ji)的(de)(de)數據采(cai)集板，經(jing)計(ji)算機(ji)軟件采(cai)集、處理(li)、積分、運算，國產氧(yang)(yang)氮分析儀廠家，得到(dao)被測(ce)(ce)樣品所含氧(yang)(yang)的(de)(de)質量(liang)分數。

氧氮氫分析儀的現狀

20 世紀 70 年代(dai)中期已有(you)(you)一代(dai)脈(mo)沖(chong)(chong)－色(se)譜熱(re)(re)導(dao)氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)聯測(ce)(ce)儀(yi)(yi)(yi)商(shang)品(pin)(pin)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)，80 年代(dai)出現第(di)二(er)代(dai)配置微(wei)機的(de)(de)脈(mo)沖(chong)(chong)－紅外(wai)(wai)(wai)熱(re)(re)導(dao)氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)聯測(ce)(ce)儀(yi)(yi)(yi)商(shang)品(pin)(pin)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)，90 年代(dai)初(chu)第(di)三(san)(san)代(dai)配置計算機的(de)(de)脈(mo)沖(chong)(chong)－紅外(wai)(wai)(wai)熱(re)(re)導(dao)氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)聯測(ce)(ce)儀(yi)(yi)(yi)商(shang)品(pin)(pin)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)問世，90 年代(dai)末又出現給第(di)二(er)代(dai)商(shang)品(pin)(pin)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)配置計算機的(de)(de)改進型(xing)的(de)(de)脈(mo)沖(chong)(chong)－紅外(wai)(wai)(wai)熱(re)(re)導(dao)氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)聯測(ce)(ce)儀(yi)(yi)(yi)商(shang)品(pin)(pin)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)。目前，在國(guo)(guo)(guo)外(wai)(wai)(wai)氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)市(shi)(shi)場上，美國(guo)(guo)(guo)力可公(gong)司、日(ri)本崛廠、德(de)國(guo)(guo)(guo)埃(ai)爾特公(gong)司的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)占據著主(zhu)要地位(wei)。國(guo)(guo)(guo)內從二(er)十世紀 70 年代(dai)引進美國(guo)(guo)(guo)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)開始(shi)，到 90 年代(dai)德(de)國(guo)(guo)(guo)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)進入，至(zhi)今 30 多年的(de)(de)時間中，由于缺少自己(ji)的(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)，氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)儀(yi)(yi)(yi)市(shi)(shi)場一直被(bei)這三(san)(san)家公(gong)司所壟斷(duan)(duan)。20 世紀 70 年代(dai)1開始(shi)至(zhi) 80 年代(dai)初(chu)，有(you)(you)些科研(yan)院所與分析儀(yi)(yi)(yi)器(qi)廠合作，開發研(yan)制了脈(mo)沖(chong)(chong)氣相色(se)譜氫氧(yang)(yang)聯測(ce)(ce)儀(yi)(yi)(yi)，但尚(shang)未得(de)到推廣應用。而脈(mo)沖(chong)(chong)－紅外(wai)(wai)(wai)熱(re)(re)導(dao)氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)聯測(ce)(ce)儀(yi)(yi)(yi)則市(shi)(shi)場上沒有(you)(you)國(guo)(guo)(guo)產(chan)(chan)的(de)(de)商(shang)品(pin)(pin)儀(yi)(yi)(yi)器(qi)，國(guo)(guo)(guo)內各單(dan)位(wei)尚(shang)未開展該類儀(yi)(yi)(yi)器(qi)的(de)(de)研(yan)制工作。80年代(dai) 鋼(gang)鐵研(yan)究總院研(yan)制出了 DCY-I 脈(mo)沖(chong)(chong)熱(re)(re)導(dao)氮(dan)(dan)測(ce)(ce)定儀(yi)(yi)(yi)，后(hou)續北京納克分析儀(yi)(yi)(yi)器(qi)有(you)(you)限公(gong)司開發研(yan)制了 O-3000 氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)分析儀(yi)(yi)(yi)， 大(da)量投(tou)放市(shi)(shi)場，逐漸打(da)破國(guo)(guo)(guo)外(wai)(wai)(wai)的(de)(de)壟斷(duan)(duan)。

金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)粉(fen)由于(yu)其硬(ying)度(du)高(gao)(gao)、耐磨(mo)性好，可(ke)廣(guang)泛用于(yu)切削(xue)、磨(mo)削(xue)、鉆探等，是研磨(mo)拋光硬(ying)質(zhi)合金(jin)(jin)(jin)、陶瓷、寶石(shi)、光學(xue)玻璃(li)等高(gao)(gao)硬(ying)度(du)材料的(de)(de)理想原(yuan)料。金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)粉(fen)的(de)(de)雜質(zhi)含量(liang)(liang)，主(zhu)要來自其細化之前的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)原(yuan)料。雜質(zhi)含量(liang)(liang)是測評(ping)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)粉(fen)的(de)(de)一(yi)個重要指標，直接影(ying)響(xiang)后(hou)續工程(cheng)應用中的(de)(de)使用效果(guo)。不同的(de)(de)應用領域，對(dui)其雜質(zhi)含量(liang)(liang)的(de)(de)高(gao)(gao)低也有(you)所不同，例(li)如將平均粒徑小(xiao)于(yu)10μm以下金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)微(wei)(wei)(wei)粉(fen)用于(yu)電(dian)鍍工具、線鋸等，其雜質(zhi)含量(liang)(liang)高(gao)(gao)的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)粉(fen)極(ji)易(yi)結成堅硬(ying)結塊(kuai)，不容易(yi)分散開來，嚴重影(ying)響(xiang)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)工具及(ji)制品的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)。氮雜質(zhi)作為人造金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)的(de)(de)主(zhu)要結構(gou)缺陷，對(dui)晶體本身的(de)(de)光學(xue)、熱學(xue)、電(dian)學(xue)和機械性能有(you)著重要影(ying)響(xiang)

一般認為，氧(yang)(yang)在(zai)人(ren)(ren)(ren)造金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)中以微(wei)量(liang)金(jin)(jin)屬氧(yang)(yang)化物存在(zai)或以可替(ti)代方式固溶于(yu)人(ren)(ren)(ren)造金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)中。測定(ding)人(ren)(ren)(ren)造金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)中氧(yang)(yang)和(he)氮(dan)(dan)的(de)含量(liang)對(dui)人(ren)(ren)(ren)們了解氧(yang)(yang)和(he)氮(dan)(dan)與人(ren)(ren)(ren)造金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)性能之(zhi)問的(de)內在(zai)關(guan)系有重要的(de)現實意義和(he)經濟價值(zhi)。惰氣(qi)熔融(rong)脈(mo)沖(chong)(chong)加熱法是目前(qian)測定(ding)材料中氧(yang)(yang)和(he)氮(dan)(dan)常(chang)用的(de)一種分析(xi)方法。采用脈(mo)沖(chong)(chong)加熱惰氣(qi)熔融(rong)-熱導法的(de)氧(yang)(yang)氮(dan)(dan)氫分析(xi)儀ON-3000同時測定(ding)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)微(wei)粉(fen)中氧(yang)(yang)和(he)氮(dan)(dan)，完夠滿足生(sheng)產(chan)需求。