固體中氧分析原理

氧在固態(tài)鋼中的溶解度很小，大部分以氧化物形式存在，如 AL2O3、SiO2、MnO、FeO、TiO2、Cr2O3、MgO、ZrO2、CaO、Fe2O3、Fe3O4。這些氧化物夾雜很少以簡單氧化物形式存在，常以各種復(fù)雜氧化物形式存在，如

MnO-SiO2-Al2O3系氧化物，含有鋼玉、石英、錳尖晶石等；FexMn1-xO-SiO2-Al2O3氧化物，含有鐵尖晶石；MgO-SiO2-Al2O3 系氧化物和 CaO-SiO2-Al2O3 系氧化物。這些非金屬夾雜會導(dǎo)致鋼的機(jī)械性能（如張力、延展性、硬度和疲勞性）、物理性能（如密度、熱膨脹性和比熱容）、抗腐蝕性(濕度和高溫)和可焊接性顯著下降。氧的檢測通過紅外分析器來完成。紅外分析器由紅外光源發(fā)出穩(wěn)定的光信號，經(jīng)過切光器，調(diào)制為光脈沖（交流光信號），交替通過氣室的不同測量池，被檢測器吸收。當(dāng)測量池通入零氣時(shí)，儀器的輸出信號為零。當(dāng)測量池中通入被測氣時(shí)，測量池中的輻射能量被相應(yīng)吸收，經(jīng)放大器后便產(chǎn)生一個與被測氣濃度成某種函數(shù)關(guān)系的電壓信號，該微量信號經(jīng)放大處理輸出到計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集板，經(jīng)計(jì)算機(jī)軟件采集、處理、積分、運(yùn)算，得到被測樣品所含氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

氧氮?dú)浞治鰞x的現(xiàn)狀

20 世紀(jì) 70 年代中期已有一代脈沖－色譜熱導(dǎo)氧氮聯(lián)測儀商品儀器，80 年代出現(xiàn)第二代配置微機(jī)的脈沖－紅外熱導(dǎo)氧氮聯(lián)測儀商品儀器，90 年代初第三代配置計(jì)算機(jī)的脈沖－紅外熱導(dǎo)氧氮聯(lián)測儀商品儀器問世，90 年代末又出現(xiàn)給第二代商品儀器配置計(jì)算機(jī)的改進(jìn)型的脈沖－紅外熱導(dǎo)氧氮聯(lián)測儀商品儀器。目前，在國外氧氮儀的市場上，美國力可公司、日本崛廠、德國埃爾特公司的產(chǎn)品占據(jù)著主要地位。國內(nèi)從二十世紀(jì) 70 年代引進(jìn)美國儀器開始，到 90 年代德國儀器進(jìn)入，至今 30 多年的時(shí)間中，由于缺少自己的產(chǎn)品，氧氮儀市場一直被這三家公司所壟斷。20 世紀(jì) 70 年代1開始至 80 年代初，有些科研院所與分析儀器廠合作，開發(fā)研制了脈沖氣相色譜氫氧聯(lián)測儀，但尚未得到推廣應(yīng)用。而脈沖－紅外熱導(dǎo)氧氮聯(lián)測儀則市場上沒有國產(chǎn)的商品儀器，國內(nèi)各單位尚未開展該類儀器的研制工作。80年代 鋼鐵研究總院研制出了 DCY-I 脈沖熱導(dǎo)氮測定儀，后續(xù)北京納克分析儀器有限公司開發(fā)研制了 O-3000 氧氮分析儀， 大量投放市場，逐漸打破國外的壟斷。

鋼中氮及其對鋼材性能的影響

鋼中氮主要來源于爐料和大氣，它對鋼性能的影響與氫和氧有些不同，氫、氧尤其是氫對鋼材產(chǎn)生非常有害的影響。因此在冶煉過程中盡量設(shè)法去除。而氮作為雜質(zhì)元素雖在一定條件下導(dǎo)致鋼材的藍(lán)脆、時(shí)效等現(xiàn)象，并且超過某一限度時(shí)易在鋼中形成氣泡、疏松等缺陷。但它對鋼材性能還有有利的作用，已被認(rèn)為是一種重要的合金元素，并用中間合金和滲氮的方法加入鋼中，以獲得所需的鋼材性質(zhì)。

氧氮?dú)浞治鰞x采用脈沖加熱熔融-惰氣保護(hù)還原—熱導(dǎo)紅外檢測原理，可應(yīng)用于粉末及粉末制品中的氧、氮、氫元素含量測定。用紅外吸收法測定氧，熱導(dǎo)法測定氮和氫。粉末中較高氧含量會降低壓制性能、壓坯強(qiáng)度和燒結(jié)制品的力學(xué)性能，但對于一些特殊材料一定的氧含量會提高材料的性能，因此對于不同氧含量的準(zhǔn)確測定在粉末冶金行業(yè)有著重要的意義，不僅可以提高產(chǎn)品的性能而且對改善制造工藝提出了重要的質(zhì)量控制依據(jù)。