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       自然界中大約有70多種金屬，其中常見的有鐵、銅、鋁、錫、鎳、金、銀、鉛、鋅等。而合金是指兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬結(jié)合而成，具有金屬特性的材料。常見的合金如鐵和碳所組成的鋼合金；鐵、鉻、鎳組成的不銹鋼；銅和鋅所形成的黃銅等。

　　金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。

　　黑色金屬又稱鋼鐵材料，包含純鐵，含碳 2%～4%的鑄鐵，含碳小于 2%的碳鋼，以及各種用途的結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、耐熱鋼、工具鋼、高溫合金、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。

　　鐵是地球上且價廉的金屬元素，幾乎是所有的產(chǎn)業(yè)不可欠缺的基礎(chǔ)素材。從冰箱、廚具、洗衣機、汽車、鐵道、電車、鐵橋、船舶、電塔、樓宇、廠房、機械無不充斥著它的身影。

　　有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金，通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。合金的強度和硬度一般比純金屬高，并且電阻大、電阻溫度系數(shù)小，具有良好的綜合機械性能。常用的有色合金有鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金、錫合金、鈦合金、鋅合金等。作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料廣泛應(yīng)用于機械制造業(yè)、建筑業(yè)、電子工業(yè)、航空航天、核能利用等領(lǐng)域。

　　金屬材料分析測試方法

　　金屬材料的成分分析測試方法不斷的發(fā)展，由傳統(tǒng)的滴定法、分光光度法不斷發(fā)展到新型的測試方法，如等離子體發(fā)射光譜法，火花直讀光譜法等，由傳統(tǒng)一個一個元素測試，到現(xiàn)在可以同時測試多個元素，效率和準確度不斷提高。其不同測試方法的原理及特點如下：

　　1.分光光度法

　　分光光度法是一種對金屬元素進行定量分析的分析方法，通過測定被測物質(zhì)的特定波長范圍內(nèi)的吸光度和發(fā)光強度，對該物質(zhì)進行定性和定量分析的方法。具有應(yīng)用廣泛、靈敏度高、選擇性好，準確度高、分析成本低等特點，缺點是一次只能分析一個元素。檢測儀器包括紫外分光光度計、可見光光度計，紅外分光光度計。

　　2.滴定法

　　滴定法是用一種標準濃度的試驗試劑對溶液中所包含的金屬成分進行測試，在金屬中成分與試劑充分反應(yīng)后，就可以使其達到最終的滴定終點。該方法適用于含量在1%以上各種物質(zhì)的測試。此方法主要缺點是效率不高。

　　3.原子光譜分析法

　　原子光譜分析法可以分為原子吸收光譜法和原子發(fā)射光譜法，是一種傳統(tǒng)的分析金屬材料成分的技術(shù)，原子吸收光譜法的原理是通過氣態(tài)狀態(tài)下基態(tài)原子的外層電子對可見光和紫外線的相對應(yīng)原子共振輻射線的吸收強度來定量分析被測元素含量。該方法特別適合對氣態(tài)原子吸收光輻射，具有靈敏度高、抗干擾能力強、選擇性強、分析范圍廣及精密度高等優(yōu)點。但也有缺陷，不能同時分析多種元素，對難溶元素測定時靈敏度不高，在測量一些復(fù)雜樣品時效果不佳。

　　原子發(fā)射光譜法的原理是通過各元素離子或原子在電或熱激發(fā)下具有發(fā)射出特殊電磁輻射的特性。該法使用發(fā)射物來進行定性定量分析元素，可以同時測試多種元素，消耗較少的樣品就可以達到測量目的，同時還可以較快的得到測得結(jié)果，一般檢測整批樣品時采用該方法，但較差的精確度是其致命的缺點，且只能分析金屬材料的成分，對于大多數(shù)非金屬成分束手無策。

　　4.X射線熒光光譜法

　　X射線熒光光譜法大多數(shù)用來測定金屬元素，也是一種常見的金屬材料成分測定方法。其測試原理是：基態(tài)的原子在沒有被激發(fā)狀態(tài)下會處于低能態(tài)，而一旦被一定頻率的輻射線激發(fā)就會變成高能態(tài)，高能狀態(tài)下會發(fā)射熒光，這種熒光的波長非常特殊，測定出這些X射線熒光光譜線的波長就可以測定出樣品的元素種類。把標準樣品的譜線強度作為參照比較被測樣品的譜線，即可以測出元素的含量。該方法是定性半定量的方法，在金屬成分分析中主要作為大概含量的確定。手持X射線熒光光譜儀可以現(xiàn)場快速檢測各種金屬材料元素成份及含量，分析速度快、精度高、操作方便?？梢詼y試不銹鋼牌號、不銹鋼成份，銅合金元素成份、鎳合**號成份、鈷合金元素含量、鈦合金元素成份及牌號等等。手持X射線熒光光譜儀又稱手持光譜儀或者手持合金分析儀，其中美國艾克手持光譜儀IP-5000是性價比**、測試功能、分析精度更高設(shè)備代表。

　　5. 電感耦合等離子體光譜法

　　電感耦合等離子體發(fā)射光譜法是當(dāng)前使用泛的方法。其原理是利用金屬元素受到激發(fā)而產(chǎn)生電子躍遷，此躍遷會在譜線上表現(xiàn)出一定強度而進行測定元素及含量，測試范圍廣且靈敏度高，分析速度快，準確度高，可以在一條標線下成批量樣品測試，及同時測試多個元素。

　　6.火花直讀光譜法

　　火花直讀光譜儀是用電?。ɑ蚧鸹ǎ┑母邷厥箻悠分懈髟貜墓虘B(tài)直接氣化并被激發(fā)而發(fā)射出各元素的特征波長，用光柵分光后，成為按波長排列的“光譜”，這些元素的特征光譜線通過出射狹縫，射入各自的光電倍增管，光信號變成電信號，經(jīng)儀器的控制測量系統(tǒng)將電信號積分并進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，然后由計算機處理，測試出各元素的百分含量。該法準確度高，可進行多元素同時分析，在一次激發(fā)和分析中同時獲得幾十種元素的定性和定量分析結(jié)果。簡單易行，分析速度快，可在20秒內(nèi)同時測量合金鋼或有色合金的幾十種元素含量，實時分析。不消耗昂貴的化學(xué)試劑或特種輔料?？梢灾苯訉腆w樣品進行測試。缺點是對樣品形狀尺寸有一定要求。

　　7. 碳硫分析

　　金屬材料中尤其是鋼材類金屬中，碳元素和硫元素是主要的測試元素，而以上的方法都不能直接對碳元素和硫元素的精確定量。因此，碳、硫元素需要用碳硫分析儀進行測試。試樣中的碳、硫經(jīng)過富氧條件下的高溫加熱，氧化為二氧化碳、二氧化硫氣體。該氣體經(jīng)處理后進入相應(yīng)的吸收池，對相應(yīng)的紅外輻射進行吸收，由探測器轉(zhuǎn)發(fā)為信號，經(jīng)計算機處理輸出結(jié)果。此方法具有準確、快速、靈敏度高的特點，高低碳硫含量均可使用。

　　8.氧氮分析

　　氧氮分析儀是通過氧氮分析儀在惰性氣氛下，通過脈沖加熱分解試樣，由紅外檢測器和熱導(dǎo)檢測器分別測定各種鋼鐵、有色金屬和新型材料中氧、氮的含量。具有準確度高，檢出限低等特點。