Введение к работе
Актуальность темы. Прогресс современного машинострое-|ия предъявляет возрастающие требования к повышению ка-іества металлургической продукции. Существенную роль при том играет экспресс-контроль химического состава металла.
Наиболее совершенным и универсальным методом опреде-іенпя химического состава сталей и сплавов является атом-1ый эмиссионный спектральный анализ.
Основную роль в процессе спектрального анализа играют сточиикн возбуждения атомных спектров, определяющие вступление вещества из анализируемого образца и возбуж-,енне его спектра.
Резервы улучшения и совершенствования методов спек-ралыюго анализа в значительной степени заключаются в зучении процессов, протекающих в источниках света, и ис-ользовашш их новых возможностей.
В практике спектрального анализа широко используются сточники света на основе дуговых или искровых электрнче-кнх разрядов. Однако эти источники имеют ограниченный иапазон применения.
При анализе сталей с помощью дуговых источников не-озможно определение углерода по линии С III 229.6 нм. Перовые разряды в «жестком» режиме позволяют возбуждать инии ионов, однако при их использовании встречаются труд-ости определения малых концентраций металлических эле-ентов по линиям нейтральных атомов с малыми энергиями озбуждения.
Кроме того, обычные дуговые и искровые разряды не по-золяют получать достаточно стабильные условия поступле-ия вещества анализируемых образцов в облако разряда нз-а влияния состава и структуры пробы на интенсивность іектральньїх линии.
В связи с этим актуальным направлением исследований :точников возбуждения атомных спектров, представляющим аучный и практический интерес, является изучение совмест-эго комбинированного воздействия искровых и дуговых раз-ядов на электропроводные образцы.
В литературе описаны комбинированные источники светг позволяющие получить ряд преимуществ при спектрально: анализе металлических образцов и неэлектропроводиых проС Эти разряды получались, как правило, наложением на дуге вые разряды кратковременных искровых импульсов, что пс зволпло расширить диапазон условии возбуждении спектров ; увеличить эффективность использования анализируемого во щества.
Цель работы — создание источника возбуждения спектров .характеристики которого позволяли бы разработать универ сальные методики выполнения измерения аналитического сиг нала за короткое время обжига и экспозиции при одновремен ной регистрации химических элементов с широким диапазо ном потенциалов ионизации н возбуждения.
Основные задачи работы:
исследование условий поступления вещества пробы і возбуждения эмиссионных спектров излучения комбинирован ных разрядов, изучение закономерностей процессов, происходящих под воздействием этих разрядов на поверхности анализируемого образца;
выбор и оптимизация электрических параметров комбинированного разряда;
разработка и аттестация методики выполнения измерения массовых долей углерода, кремния и других элементов на квантометре при атмосферном давлении воздуха с применением разработанного источника возбуждения;
обобщение результатов исследовании, внедрение, нового источника возбуждения и методики выполнения измерении, разработка рекомендаций для расширения практического применения их в отраслях народного хозяйства с целью повышения эффективности определения химического состава сталей по ходу плавки;
— оценка экономических показателен внедрения нового
источника возбуждения н методики определения массовой до
ли элементов.
Научная новизна работы:
— создание источника комбинированного разряда, имею
щего .характеристики, отличные от известных в литературе.
представляющего собой чередование двух электрических разрядов: «жесткого» низковольтного искрового в отрицательный полупериод сетевого напряжения и «мягкого» дугового в положительный нолупернод с примерно одинаковой энергией обоих разрядов;
стабилизация эрозионных процессов, происходящих па поверхности анализируемого образца под воздействием комбинированных разрядов;
уменьшение ликвидации легирующих элементов в пятнах эрозии комбинированных разрядов;
улучшение спектроаналитических характеристик комбинированного способа возбуждения спектров.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
Источник комбинированного возбуждения, обеспечивающий чередование двух электрических разнополярных чисто дуговых и чисто искровых разрядов с примерно одинаковой энергией обоих разрядов.
-
Стабилизация эрозионных процессов на поверхности анализируемого образца при комбинированном способе возбуждения за счет повышения однородности структуры контролируемой пробы.
-
Исследование закономерностей возбуждения спектральных линий химических элементов с широким диапазоном энергии возбуждения. Улучшение аналитических характеристик спектрального контроля низколегированных и углеродистых сталей.
-
Разработка и аттестация методики выполнения измерений массовых долей легирующих элементов углеродистой и среднелегированной стали на квантометре с применением комбинированного возбуждения.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены: на Белорусских республиканских семинарах по спектральному анализу (Гомель, 1986; Минск, 1987; Могилев, 1988; Брест, 1989; Минск, 1990); на Третьей Всесоюзной конференции по новым методам спектрального анализа( Запорожье, 1987); на региональном совещании по состоянию и перспективам развития современ-
пых методов контроля химического состава материалов, применяемых в отрасли (Николаев, 1986); на межзаводских школах передового опыта по прогрессивным методам экспресс-анализа химического состава стального и чугунного литья Министерства судостроительной промышленности (Севастополь, 1987); (Калининград, 1989).
Объем И структура диссертационной работы.
