隨著科技的(de)發展以及金(jin)屬(shu)材料的(de)快速發展，各(ge)個行(xing)業(ye)以及各(ge)種產品對金(jin)屬(shu)材料的(de)要 求越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)高，對金屬中低含量(liang)碳硫的(de)分析要求也越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)嚴格。特別是(shi)某些特種鋼材(cai)對碳的(de)要 求都在(zai)0.00X甚至更低。碳硫分(fen)析有多(duo)種(zhong)方法，如質量法、氣體容量法等，這些方法依(yi)靠的 是化學原理(li)。而高頻(pin)燃燒紅外(wai)吸(xi)收法，依靠的是物理(li)原理(li)，沒有化學分析(xi)冗(rong)長繁瑣的操作， 人為因素(su)小，省(sheng)時(shi)省(sheng)力。以其操作簡便、自(zi)動化程度(du)高(gao)(gao)、分析(xi)時(shi)間短(duan)、精度(du)高(gao)(gao)、性能穩定而 得到廣(guang)泛應用(yong)。力可公司推出的CS444紅(hong)外碳硫分析儀，在低碳低硫的分析上，具有更大(da)的 優越性(xing)。下面采用此儀器，對影(ying)響分析精密度及準(zhun)確(que)度的因素進(jin)行了討(tao)論(lun)。
1 空白值(zhi)的影響因(yin)素(su)
        在(zai)分析高含量(liang)碳、硫時，其它(ta)因素對待測樣品zui終(zhong)結果(guo)雖然有一定影響(xiang)，但由于樣品碳、硫 含量高，所(suo)以影響不大。在(zai)分析(xi)低碳、低硫(liu)或(huo)超低硫(liu)時，往(wang)往(wang)因系統在(zai)吸附CO2、SO2氣 體(ti)的(de)同時又釋放CO2、SO2氣體，加上助(zhu)熔劑、助(zhu)燃氣體、坩堝中碳、硫的(de)存在以及(ji)試樣 加工(gong)時的(de)污(wu)染，在(zai)分(fen)析低含量樣(yang)品(pin)時會引進(jin)本(ben)底影響，這些影響總稱做系統空白(bai)值。因低碳 低硫的含量與(yu)空白值基(ji)本相當，有(you)時空白值甚至會大(da)于被分析(xi)樣品的碳、硫含量。因(yin)為(wei)空白 值不僅影響測定下限，也影響靈(ling)敏度(du)與精密度(du)，因此要求在測量中(zhong)盡量降(jiang)低空白值，那么必 須對加工過的試樣、坩堝(guo)、助熔(rong)劑、氧氣(qi)進行處理，以(yi)求(qiu)降(jiang)低空白值，提高分(fen)析的精密度和 準確度。試樣加工時的(de)污染可以通(tong)過采用有機溶劑洗滌試樣而基本除掉。另外 ，粉塵的干擾也是影響碳、硫(liu)分(fen)析精(jing)度及準(zhun)確(que)度的重要因素。
1.1 坩堝(guo)

    陶(tao)瓷(ci)坩堝的(de)主(zhu)要成分(fen)是氧化(hua)鋁和氧化(hua)硅(gui)，除本身(shen)原料及制做過(guo)程中所帶來的(de)空(kong)白(bai)外，陶(tao)瓷(ci)坩 堝具有一定的(de)吸附性，表(biao)面(mian)容易吸附空氣中的(de)水(shui)(shui)份和(he)(he)二(er)氧化碳和(he)(he)二(er)氧化硫，其(qi)中的(de)水(shui)(shui)份在燃 燒時，吸收一定(ding)熱(re)量汽化后，能吸收二氧(yang)化硫，降(jiang)低(di)二氧(yang)化硫的轉化率。未經(jing)過處理的坩堝 都會(hui)含(han)有碳(tan)或(huo)(huo)硫且不(bu)均(jun)勻，無論對(dui)高含(han)量(liang)碳(tan)硫分析(xi)或(huo)(huo)對(dui)低含(han)量(liang)碳(tan)硫分析(xi)都會(hui)造(zao)成影響。一種 方法是坩堝在1 300℃馬弗爐內(nei)灼燒2h，另(ling)一種方(fang)法是(shi)將預先灼燒好(hao)的坩堝加入鎢(wu)鐵助(zhu)熔(rong) 劑經高頻燃燒一次，冷卻后再使用。不同狀(zhuang)態下，坩堝中殘存(cun)碳硫的(de)試驗情況見表1。

從上(shang)表(biao)的(de)(de)數據可以看(kan)出，未經過任何(he)處理的(de)(de)坩(gan)堝中的(de)(de)殘存碳硫含量遠遠高于處理過的(de)(de)坩(gan)堝。 而后兩種坩堝中又以經過1 300℃灼燒的坩堝中殘存碳硫含量(liang)為zui低。
1. 2 助熔劑
     進行低(di)碳低(di)硫測定前應消除助(zhu)熔劑表面吸附(fu)的雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)。消除雜(za)質(zhi)氣體(ti)(ti)的方法是把鎢粒先放 入烘箱內450±10℃烘烤2h，在干(gan)燥(zao)器中冷(leng)卻，再放入磨口瓶(ping)內備用。表2是烘烤和未經(jing) 烘烤(kao)鎢粒的對比(bi)試(shi)驗。


1.3 氧氣

    低碳低硫(liu)分(fen)析所用(yong)氧(yang)氣(qi)應該為(wei)高純氧(yang)或在進入儀(yi)器之前(qian)先通過(guo)凈化(hua)裝(zhuang)置（裝(zhuang)有過(guo)氯酸(suan)鎂和(he) 分子篩）除(chu)去(qu)有機雜質，再用(yong)干燥劑和(he)二(er)氧(yang)化(hua)碳吸收劑除(chu)去(qu)水(shui)分和(he)二(er)氧(yang)化(hua)碳。由于 實(shi)驗條件所(suo)限，在此引用太鋼鋼研(yan)所(suo)對(dui)碳分析(xi)比對(dui)結(jie)果(guo)，見表3。

從上面的分(fen)析結(jie)果可以(yi)看出，在(zai)儀(yi)器外加(jia)氣體(ti)(ti)凈化裝置，分(fen)析結(jie)果略好。 
1.4 粉塵 

    有文獻指(zhi)出，在低硫分析過(guo)程中，粉塵(chen)(chen)干(gan)擾會使結果偏高。粉塵(chen)(chen)干(gan)擾是可能存在的，因為紅 外(wai)光(guang)(guang)源照射時，粉塵的存在會出現擋(dang)光(guang)(guang)、散(san)射、干涉(she)等光(guang)(guang)學干擾(rao)。這種干擾(rao)造成吸收信號(hao)值 的(de)增加，產生正(zheng)干擾。
1.5 標定(ding)

    另(ling)外，國(guo)內目前一(yi)般采用(yong)硫酸鹽基準物(wu)來標定儀器。這樣(yang)會與(yu)被分析物(wu)產生基體(ti)間的差(cha)異(yi)， 從而(er)導致分析(xi)時出峰的時間差異，影響(xiang)硫的分析(xi)結(jie)果。表(biao)4的結果可以說明這(zhe)個問題。

根據上表中的數據可知，S%＜0.01的14個標樣中，測定值8個(ge)偏低，4個偏高。
2 .分(fen)析條件的選擇
2.1 準確測定扣除空白值

    空(kong)白(bai)值的測定(ding)(ding)方法有兩種(zhong)(zhong)，一種(zhong)(zhong)是直接法，即直接測定(ding)(ding)坩堝及(ji)助(zhu)熔劑的碳硫量作為空(kong)白(bai)值； 另(ling)一種是(shi)間接法(fa)，即測(ce)(ce)定坩堝、助熔劑及相應低碳低硫(liu)標樣的(de)碳硫(liu)含(han)量，空白值(zhi)等于測(ce)(ce)定值(zhi) 與已知標樣值之差。因(yin)直接(jie)法在(zai)測量空(kong)白時和分析(xi)樣品(pin)時燃燒(shao)溫度差異(yi)較大，引進空(kong)白值也(ye) 存在較(jiao)大差異，而間接法因(yin)低(di)碳低(di)硫標樣的(de)加入會使(shi)感應(ying)(ying)電流、感應(ying)(ying)溫度明(ming)顯升高，致使(shi)坩 堝材(cai)料內部(bu)的碳硫元(yuan)素(su)在分析(xi)過(guo)程(cheng)中逐步釋放出來，故(gu)間接(jie)法測得的空白值(zhi)相應(ying)要比(bi)直接(jie)法 高(gao)。空白(bai)扣除值(zhi)與(yu)稱量設(she)置成反(fan)比例關(guan)系，不同的樣品(pin)稱量應扣除不同的空白(bai)值(zhi)，即：

式中：k₁—被測(ce)樣品扣除的空白值(zhi)；
k₂—間接法測得的空白(bai)值；
m₂—間接法測空白時(shi)的標樣(yang)的稱量(liang)（g）；
m₁—被測樣品的稱量（g）。［ZK)］
分析前應先(xian)預燒幾個廢(fei)樣，使儀器的(de)氣路(lu)達到飽(bao)和，然后按(an)間(jian)接法(fa)進行分析三次（結(jie)果(guo)未超 差(cha)），使用(yong)自動空白(bai)程序設(she)置稱量及(ji)空白(bai)值，扣除空白(bai)值。
2.2 助熔劑(ji)種類及加入(ru)方式

    樣品燃燒是分(fen)析成敗的關鍵，為了提高回收率并且得(de)到(dao)穩(wen)定(ding)的數據，助熔(rong)劑的加入是必不(bu)可(ke) 少的(de)。助熔(rong)劑的(de)種類、用量及加(jia)入(ru)的(de)順(shun)序對碳、硫(liu)含量的(de)測定結(jie)果非常重要。

    鎢(wu)(wu)粒及其(qi)合(he)金（如鎢(wu)(wu)——錫、鎢——鐵——錫）等是(shi)高頻爐常用的助熔劑(ji)。鎢粒可提供較高 熱值，具(ju)有較(jiao)好的(de)透(tou)氣(qi)性，燃燒(shao)不飛濺，具(ju)有降低碳硫分析(xi)結果的(de)作用，其(qi)燃燒(shao)后生成酸(suan)性 的(de)(de)三氧化鎢(wu)，對(dui)消(xiao)除硫的(de)(de)吸附(fu)有較好的(de)(de)效(xiao)果；錫粒在使(shi)用中加入(ru)不(bu)宜多，有時與MoO3同時(shi)加(jia)入以(yi)消除(chu)SnO2粉塵對硫(liu)吸附的(de)影響(xiang)。另外MoO3在500℃熔融中起攪拌作用，且與(yu)鐵形成鉬(mu)酸鐵，大(da)大(da)減(jian)少了氧化鐵的形成；純鐵也是一種(zhong)很好的助熔劑，但由(you)于碳硫(liu)的空白不理 想，在用低含量碳(tan)(tan)硫時要注意使用。一般(ban)而言，分析鋼鐵中(zhong)的碳(tan)(tan)硫，采(cai)用鎢——錫助熔(rong)劑；分析(xi)硅 鐵采用鎢——鐵(tie)——錫助熔劑；分析銅中的微量硫采(cai)用鐵屑(xie)助熔劑等。
另外，有文章(zhang)指出，加入助熔劑的(de)次序(xu)對碳硫釋放有一定影響，這里不(bu)做討論。
2.3 標準樣(yang)品的選擇

    作為(wei)一項準確的分(fen)析方法，應當用純化合物作為(wei)基準已經成為(wei)共識，但純化合物和(he)鋼樣燃燒 釋放情況不一致，應(ying)當采(cai)用分(fen)析什么材料(liao)，用該材料(liao)的基準物質來校(xiao)正，遵循選擇標準樣品 與試樣含量相(xiang)近或(huo)相(xiang)當，同(tong)時還要考慮(lv)被(bei)測組(zu)分與標(biao)準樣品的基(ji)體相(xiang)似以(yi)及(ji)第三元素(su)的影響 。
2.4 分(fen)析時(shi)間的設(she)定
2.4.1 由于(yu)管壁(bi)的氣體吸附和釋放處于(yu)動態平(ping)衡狀態，當(dang)分析高(gao)含量樣品(pin)時，CO2SO2 濃度高，管壁吸(xi)附增加，在分(fen)析低含(han)量樣(yang)品時(shi)或通純氧取基準信號時(shi)，管道內(nei)壁吸(xi)附的氣體(ti) 逐漸釋放，勢必影(ying)響基準信號的(de)去值或低含量分(fen)析的(de)準確(que)度，所以(yi)在每次(ci)樣品(pin)分(fen)析前，對 系統進行通純氧清洗，清洗時(shi)間的長短即為吹氧時(shi)間，一(yi)般設定15s，低含量為20～25s。
2.4.2 zui短分(fen)析時間的設(she)定。分(fen)析低(di)含量樣品，觀察(cha)釋放曲線，如(ru)果曲線尾(wei)巴截的過多(duo)，則需(xu)增加時間，反之若拖得太長 ，需要(yao)相應減少(shao)時間。

另外，試樣(yang)、助熔(rong)劑的(de)形(xing)狀、稱量及比例搭配對分析結果(guo)的(de)精(jing)密度和準確度也有一定程度的(de) 影響(xiang)。
3 結(jie)論

    本文(wen)對(dui)(dui)測定金(jin)屬(shu)中低含量碳硫的各個影響因素進行了探討，認為(wei)在對(dui)(dui)低含量碳硫進行測 定時，要想得到(dao)準(zhun)確(que)結果，只有針對待測樣品(pin)的(de)具體(ti)情(qing)況，正確(que)處理各個環節，才能獲得準(zhun) 確的分(fen)析(xi)結果(guo)。這種方法已經應(ying)用到了日常分(fen)析(xi)中，效果(guo)比(bi)較令人滿意。