哪位朋友知道金属材质中的化学成分有几种检测方法？请说说

卌你好，我知道有两种方法可以检测金属材质中的化学成分，一是用直读光谱仪（ICP）可以检测出金属的全部化学元素，包括碳元素，但是这种方法比较麻烦，另一种是X荧光光谱仪，这种方法主要特点是准确、快捷、方便的检测出金属中化学成分。187215后面是60502(林） 卌

目前市面很多商品都含有化学物质，这些产品的研发都离不开化学成分检测。化学成分检测主要作用于对物质中化学成分的检测机组成部分，依据被测化学物质的化学成分要求分为定性和定量检测。化学成分检测方法也可分为重量检测和容量检测两大类。

1、重量法是指根据试样经过化学实验反应后生成的产物质量来计算式样的化学组成，多数是指质量法。化学成分重量分析是采用添加化学试剂，待测物质转变为相应的沉淀物，并通过测定沉淀物的质量来确定待测物的含量。

2、容量法是指根据试样在反应中所需要消耗的标准试液的体积。容量法即可以测定式样的主要成分，也可以测定试样的次要成分。挪亚检测化学成分容量分析法，主要分为沉淀滴定分析、酸碱滴定分析、络合滴定分析、氧化还原滴定分析。

（21）化学成分沉淀滴定检测法：以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法，又称银量法。虽然可定量进行的沉淀反应很多，但由于缺乏合适的指示剂，而应用于沉淀滴定的反应并不多。

（22）化学成分酸碱滴定检测法：指以酸碱中和反应为原理，利用酸性标定物来滴定碱性物质或利用碱性标定物来滴定酸性待测物，最后以酸碱指示剂的变化来确定滴定的终点，通过加入的标定物的多少来确定待测物质的含量。

（23）化学成分络合滴定检测法：指以络合反应反应为基础的滴定分析方法。如EDTA与金属离子发生显色反应来确定金属离子的含量等。挪亚检测分析专家解释，络合反应广泛地应用于分析化学的各种分离与测定中。

（24）化学成分氧化还原滴定检测法：以溶液中氧化剂和还原剂之间的电子转移为基础的一种滴定分析方法。氧化还原滴定法应用非常广泛，许多具有氧化性或还原性的有机化合物可以用氧化还原滴定法来加以测定。

鉴定金属由哪些元素所组成的试验方法称定性分析，测定各组分间量的关系(通常以百分比表示)的试验方法称定量分析。若基本上采用化学方法达到分析目的，称为化学分析。若主要采用化学和物理方法(特别是最后的测定阶段常应用物理方法)，一般采用仪器来获得分析结果，称为仪器分析。化学分析根据各种元素及其化合物的独特化学性质，利用化学反应，对金属材料进行定性或定t分析。定量化学分析按最后的测定方法可分为重量分析法、滴定分析法和气体容积法等三种。重量分析法是使被测元素转化为一定的化合物或单质与试样中的其他组分分离，最后用天平称重方法测定该元素的含量。滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液与被测元素进行完全化学反应，根据所耗用标准溶液的体积(用滴定管测量)和浓度计算被测元素的含量。气体容积法是用量气管测量待测气体(或将待测元素转化成气体形式)被吸收(或发生)的容积，来计算待测元素的含量。由于化学分析具有适用范围广和易于推广的特点，所以至今仍为很多标准分析方法所采用。仪器分析根据被测金属成分中的元素或其化合物的某些物理性质或物理与化学性质之间的相互关系，应用仪器对金属材料进行定性或定量分析。有些仪器分析仍不可避免地需要通过一定的化学预处理和必要的化学反应来完成。金属化学分析常用的仪器分析法有光学分析法和电化学分析法两种。光学分析法是根据物质与电磁波(包括从丫射线至无线电波的整个波谱范围)的相互关系，或者利用物质的光学性质来进行分析的方法。最常用的有吸光光度法(红外、可见和紫外吸收光谱)、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、发射光谱法(看谱分析)、浊度法、火焰光度法、X射线衍射法、X射线荧光分析法以及放射化学分析法等。电化学分析法是根据被测金属中元素或其化合物的浓度与电位、电流、电导、电容或电量的关系来进行分析的方法。主要包括电位法、电解法、电流法、极谱法、库仑(电量)法、电导法以及离子选择电极法等。仪器分析的特点是分析速度快、灵敏度高，易于实现计算机控制和自动化操作，可节省人力，减轻劳动强度和减少环境污染。但试验装工通常较庞大复杂，价格昂贵，有些大型、复杂、精密的仪器只适用于大批量和成分较复杂的试样分析工作。

分析物质的化学方法，在化学上讲主要是有两种分析方法，第1种是人工分析，第2种是仪器分析。

人工的分析经常采用滴定等方法来进行检测，而仪器分析的方法可以利用光谱检测的方法可以检测各种元素含量。

不同产地的红宝石由于产出的地质和地球化学环境不同,反映在微量元素及其组合和比值上也有所差异。Cr是红宝石中最主要的微量元素,其次为Fe、Ti、V和Ga。讨论红宝石产地的化学微量元素指纹意义,通常局限于这五种微量元素,且这五种元素可以用实验室拥有的EDXRF检测出来。目前使用LA-ICP-MS精确测定不同产地红宝石中微量元素的数据还很少,就目前的研究现状而言,使用EDXRF对各产地的红宝石进行微量元素测试分析发现:由于产地众多,微量元素在含量及分布上存在着众多的重叠区域,很难仅根据微量元素的含量及比值来区分产地。下面就研究程度较高的缅甸孟速、越南陆安、肯尼亚、马达加斯加、阿富汗、莫桑比克尼亚萨、塔吉克斯坦、坦桑尼亚温扎以及澳大利亚红宝石的化学成分特征进行介绍。

1缅甸孟速红宝石

将孟速红宝石与其他重要产地如越南陆安、坦桑尼亚莫罗戈罗、缅甸抹谷、肯尼亚、斯里兰卡马拉维和泰国红宝石进行化学组成对比,发现以下特征:①Cr2O3含量在孟速红宝石中最高;②FeO含量较其他大理岩型红宝石如坦桑尼亚莫罗戈罗和越南陆安红宝石低;③TiO2含量较高;④V2O3含量与抹谷红宝石相似,但远高于其他产地的大理岩型红宝石。孟速红宝石中FeO、TiO2和Cr2O3的含量范围与玄武岩型红宝石(如泰国红宝石)不同。微量元素的组成特征可以帮助区分孟速红宝石及其合成红宝石,尽管可能与其他大理岩型的红宝石在数据上看似重叠,但微量元素的组成特征对单个样品的产地大致区分具有指示意义。表4-19为缅甸孟速红宝石化学成分数据。可以看出Cr含量与折射率值成正比。微量元素浓度(FeO+TiO2+Cr2O3+V2O3+Ga2O3)的总和与折射率也有良好的一致性。

表4-19 缅甸孟速红宝石化学成分数据和折射率

注:由于MnO2、K2O、MgO、CaO和SiO2,此处所示氧化物总量并非100%。未检测到CuO、NiO、ZrO2、P2O5或Nb2O5的存在。@表示折射仪上未见明显阴影边界

2越南陆安红宝石

据电子探针分析数据显示,越南陆安红宝石中w(Cr2O3)含量为019%~208%,w(TiO2)为001%~023%,w(FeO)为001%~004%,w(V2O3)为0%~003%。紫色红宝石中w(FeO)的含量较高为002%~030%,但较泰国红宝石低,显示了大理岩型红宝石的化学成分特征。

3肯尼亚红宝石

肯尼亚曼加里红宝石与巴林戈红宝石在化学成分上有差异。曼加里红宝石中w(TiO2)含量较低,为0005%~020%,w(V2O3)较高,为001%~004%,w(Cr2O3)含量较高,为0005%~1%,Fe含量低,w(Fe2O3)含量为0005%~002%,该产地典型特征是w(Ga2O3)含量较高,为0025~006%。巴林戈红宝石中w(Ga2O3)含量一般较低,通常低于检测下限,w(Fe2O3)含量较高,为038%~079%,w(Cr2O3)含量为005%~029%,w(V2O3)含量一般检测不出来。

4马达加斯加红宝石

马达加斯加安迪拉梅纳红宝石和瓦图曼德里红宝石的化学成分不一样。安迪拉梅纳刚玉中的铁含量相对较高:通常w(Fe2O3)的含量为03%~09%(个别可达到1%~14%)。紫外—可见光—近红外吸收光谱表明铁在其中是以Fe3+和/或Fe2+形式存在。

安迪拉梅纳红宝石中的铬含量变化大,w(Cr2O3)的含量为从粉色调者01%到深红色者3%。而w(V2O3)含量变化为002%~004%,但也有低至0005%。此产地刚玉中钛的含量为低至中,w(TiO2)含量为0005%~003%。镓的含量相对稳定,w(Ga2O3)含量为0005%~002%。安迪拉梅纳红、蓝宝石中钛、钒、铁和镓的含量在对比图表中几乎完全重叠,明显的区别是铬在红宝石中的含量远高于不同颜色的蓝宝石。

瓦图曼德里红宝石的指纹特征:该产地红宝石的Cr含量处于其他各产地红宝石铬含量变化范围之内。w(Fe2O3)含量为01%~07%,变化范围大,但总体含量相对较高。许多瓦图曼德里红宝石中Fe的含量达到典型的玄武岩型红宝石水平。V含量变化也很大,部分样品中V含量接近检测下限,而有些则可能达到抹谷或孟速红宝石的水平(高至007%w(V2O3))。

5阿富汗红宝石

阿富汗扎达莱卡红宝石中最重要的微量元素是Cr,表4-20为该地区红宝石的半定量EDXRF化学元素分析。Cr含量与红色、粉色的深浅成正比。Ti、Fe、Ga、V、Ca、Zr、K、Mn和Zn为可检出的微量元素。

表4-20 阿富汗扎达莱卡红宝石的半定量EDXRF化学元素分析表

6莫桑比克红宝石

莫桑比克尼亚萨红宝石半定量EDXRF分析表明:铬含量[w(Cr2O3):020%~067%)]和铁含量[w(Fe2O3):040%~062%)]中等,钛[w(TiO2):(40~171)×10-6)]和钒[w(V2O3):(0~44)×10-6)]含量低,镓含量[w(Ga2O3):(30~100)×10-6]低至中等。化学组成与温扎红宝石类似,且处在许多东非红宝石化学元素含量变化范围之内。

通过对60粒样品的分析,可将尼亚萨红宝石的化学指纹特征概括如下:w(Cr2O3)的含量变化范围为010%~085%,w(Fe2O3)与w(Cr2O3)含量相同,为020%~080%,多数样品含量处在030%~060%范围内。w(TiO2)的含量非常低,多数为0005%~0030%,测得的最高上限为0040%。部分尼亚萨红宝石样品中w(V2O3)的含量变化范围为0005%~0030%,也有部分w(V2O3)含量低于检测下限,尼亚萨红宝石中的w(Ga2O3)含量非常低,大多数小于0010%或低于检测下限。表4-21为近几年宝石学家对莫桑比克尼亚萨红宝石的化学成分分析对比数据。

通过对红宝石中的不同微量元素进行对比图分析,可以更直观地得到尼亚萨红宝石的微量元素特征,以更好地找出“指纹”特征(图4-122,图4-123)。

表4-21 莫桑比克尼亚萨红宝石的化学成分分析对比表

表示特殊的高浓度(很少出现):表示浓度通常低于所用方法的检测下限(EDXRF)。

图4-122 莫桑比克尼亚萨红宝石中Cr2O3与Fe2O3含量对比图

图4-123 莫桑比克尼亚萨红宝石中w(TiO2)与w(V2O3)含量对比图

7塔吉克斯坦红宝石

帕米尔高原所产塔吉克斯坦红宝石的化学指纹特征是:多数元素的含量变化范围大。其中w(TiO2)含量为001%~01%,V的含量一般较低,w(V2O3)含量多在0015%~005%之间。

粉色—红色品种中w(Cr2O3)含量通常为020%~075%,异常者可达12%。Fe的含量变化大,多数情况下w(Fe2O3)浓度为001%~003%,也有高至01%者,少数w(Fe2O3)含量低于检测下限。此处所产红宝石中仅有Ga含量较稳定,w(Ga2O3)含量为0005%~0020%。

8坦桑尼亚红宝石

坦桑尼亚温扎、翁巴和莫罗戈罗矿区红宝石的化学成分分析显示,w(Cr2O3)的含量一般为010%~060%,蓝至紫蓝色蓝宝石中w(Cr2O3)含量为010%~030%。

该产地红宝石中Fe含量相对高,95%的样品中w(Fe2O3)含量为030%~080%。少数几个样品中的w(Fe2O3)可达到1%。其中顶级的温扎红宝石以相对较低的w(Fe2O3)(030%~040%)、较高的w(Cr2O3)(040%~060%)为特征。蓝至蓝紫色的温扎蓝宝石中w(Fe2O3)含量为060%~095%。

颜色最好的温扎红宝石中Ti的含量非常少甚至检测不到。其他颜色样品中w(TiO2)含量为0005%~002%。该产地红宝石中V的含量一般很低,少部分w(V2O3)含量低于检测下限(0005%),大部分处在0005%~0015%的含量变化范围内,仅有极少数可达到002%。就大多数样品而言,Ga的含量低于检测下限。

运用LA-ICP-MS激光剥蚀等离子质谱仪对温扎红宝石中的各元素进行分析,发现Si、Cr、和Fe的含量很高,均高于500×10-6(005%)。B、Na、Mg、P、Ti、V、Co、Ni、Cu、Ga、Sn、Ta、W和Pb也都普遍存在。Na、Mg、Ti、Cr、V和Fe含量有变化,其他元素含量较为稳定。V和Ti显示微弱的正比关系(表4-22)。

翁巴红宝石(多数紫红色、橙红色或棕红色)的w(Cr2O3)含量多为01%~03%,相对较低。w(Fe2O3)含量为05%~13%,明显较高。

表4-22 坦桑尼亚温扎红宝石化学元素分析表(LA-ICP-MS分析)(×106-)

莫罗戈罗所产红宝石的化学指纹特征与其他产地大理岩型红宝石特征相似,w(TiO2)含量为002%~005%,w(V2O3)含量小于002%,w(Cr2O3)含量为010%~049%,w(Fe2O3)含量小于002%,w(Ga2O3)基本检测不到。

9澳大利亚红宝石

澳大利亚巴林顿红宝石属于变质岩型。铬元素在红宝石和蓝宝石中均能检测到。红宝石中w(Cr2O3含)量为05%~12%,最高可达14%;w(V2O3含)量低,不到001%;w(Ti2O)含量最高为006%,通常低于EDXRF的检测下限;w(Fe2O3)含量较高,多为04%~06%;w(Ga2O3)含量通常低于001%。