ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение бора в графите и угле из "Эмиссионный спектральный анализ атомных материалов" Спектральное определение большинства примесей не представляет каких-либо затруднений. Может быть использован любой метод анализа порошкообразных проб — введение их в канал электрода дуги, просыпка по Русанову и т. п. Исключение составляет лишь анализ на содержание бора, который особенно важен при контроле качества графита, применяемого в реакторостроении. Решению этой задачи посвяш,ена работа Фельдмана и Элленбурга [ 2]. [c.311] Трудности определения малых количеств бора в углероде связаны с тем, что при температурах 2500—2600° С бор реагирует с углеродом, образуя карбид бора В4С — соединение чрезвычайно устойчивое и малолетучее даже при температуре порядка 3500° С (температура поверхности анода дуги постоянного тока). Поэтому при анализе на бор необходимо создание специальных условий для испарения бора из всего объема образца. Химическая устойчивость и малая летучесть карбида бора приводят также к тому, что приготовление угольных и графитовых электродов, свободных от следов бора, представляет очень трудную задачу, так как бор обычно содержится в исходном материале, а очистка готовых электродов от него невозможна. [c.311] Авторы [ °2] имели угольные электроды, практически чистые по бору ). Для успешного возбуждения спектра бора было проведено подробное исследование формы и материала электродов, атмосферы, в которой горит дуга, и электрических параметров разряда. Следовало обеспечить наиболее высокую температуру анода и сравнительно быстрое его сгорание в дуге. Только при соблюдении последнего условия можно было обеспечить поступление в пламя дуги бора, содержащегося в глубине пробы. В противном случае он поступает в пламя дуги только с поверхностного слоя. [c.311] Угольные электроды были выбраны потому, что уголь в данном случае имеет существенные преимущества перед графитом, так как обладает меньшей теплопроводностью. Большая теплопроводность приводит к снижению температуры анода вследствие увеличения отвода тепла. Для уменьшения потерь тепла применялся тонкий электрод, а окружающая дугу атмосфера выбиралась с небольшой теплопроводностью. [c.311] Графитовый электрод с отверстия.ми для определения В в графите при искровом возбуждении. [c.312] Справа — расположение отверстий в электроде. [c.312] Наряду с возбуждением спектра в дуге было исследовано возбуждение в искре. Применялись графитовые электроды, форма которых дана на рис. 131. Анализируемый порошок помешали в верхний электрод и во время разряда он просыпался сквозь отверстия в электроде и попадал в искру. [c.312] Точность метода такая же, как и при дуговом возбуждении. [c.312] При содержании бора 1 10 % стандартная ошибка анализа составляла 3,5%. Электроды из обычного спектрально-чистого графита позволяют уверенно определять содержание бора в интервале 5- 10 —15- 10 5%. При концентрациях меньше 5 10 5% наклон градуировочного графика уменьшается. Это связано с загрязнением электродов бором, который в некотором количестве попадал в плазму разряда, хотя дуга и горела между выступаюшими из электродов на несколько миллиметров таблетками пробы. Применение электродов из специального графита, содержащего бор в концентрации 2- 10 %, позволило производить анализы вплоть до содержания 1 10 %. Градуировочный график для области малых концентраций приведен на рис. 133. [c.314] Этот же метод был применен для определения бора в сырье, служащем для изготовления реакторного графита, — коксе и пеке. Анализ в последних случаях не отличается никакими особенностями, за исключением некоторых мер предосторожности, необходимых для предотвращения потери бора при нагревании пека с целью удаления из него летучих компонентов. [c.314] Ранее уже указывалось, что процессы, происходящие в источниках спета, используемых в спектральном анализе, весьма сложны. Они определяются в первую очередь механизмом перевода твердой или жидкой пробы в газообразное состояние и характером возбуждения компонентов пробы. Оба эти процесса 1есно связаны друг с другом и должны рассматриваться совместно. Состав облака разряда в каждый данный момент определяется тем, как идет процесс испарения пробы и каковы скорости диффузии различных составляющих пробы из зоны разряда. Поэтому способ введения пробы в источник — один из наиболее существенных моментов, определяющих процесс спектрального анализа. [c.314] Однако можно утверждать, что важнейщим обстоятельством является характер испарения пробы в источнике света. В некоторых условиях частицы пробы могут быстро сгорать целиком, при этом скорости поступления отдельных ее компонентов будут мало отличаться друг от друга. Такой способ введения пробы в источник света следует применять в тех случаях, когда важно, чтобы переменный состав проб возможно меньше сказывался на точности определения примесей или компонентов концентрата. [c.315] Для проб большой массы такие приемы разработаны рядом исследователей. Так, еще в 1936 г. В. В. Недлер [ ° ] предложил прием просыпки проб через пламя дугового разряда. Этот прием недавно был значительно усовершенствован А. К- Русановым и В. Г. Хитровым использовавшими принудительное дутье через пламя горизонтальной дуги переменного тока. Несколько иную конструкцию дуги с использованием инертной атмосферы предложил Н. Н. Семенов Фельдман [ ] применяет в таких случаях метод пористого электрода. Во всех этих случаях заметно уменьшалось влияние валового состава на определение примесей в очень широком интервале концентраций примесей и третьих компонентов. [c.315] Одновременное или почти одновременное поступление составляющих пробы в разряд наблюдается также при сжигании тонких слоев веществ, нанесенных на торец электрода дуги и искры или подаче раствора в пламя разряда с помощью различных фульгураторов ° ], а также при анализах металлических образцов с помощью конденсированной искры. [c.315] Существенно иными являются способы введения проб в источники света, при которых происходит разделение компонентов пробы в процессе ее поступления в плазму разряда. Этот способ оказался неоценимым при анализе чистых атомных материалов. Он основан на давно уже известном явлении фракционного испарения проб в различных источниках света. [c.315] Эти явления, а также хи1мическне процессы, происходящие при высокой температуре, определяют последовательность поступления компонентов пробы в светящееся облако дугового разряда. [c.316] В дуге ПОСТОЯННОГО тока для оценки температур кипения раз личных металлов и предложил [ ] применять луговой разряд для измерения летучести различных веществ, возгоняемых в дуге. [c.316] Систематическое исследование процессов испарения компонентов проб руд и минералов в угольной дуге постоянного тока было проведено А. К- Русановым и его сотрудниками ч -иб] Фотографируя спектры образцов, возбужденных в угольной дуге постоянного тока, на движущуюся во время экспозиции фотопластинку и измеряя интенсивности линий различных элементов в разные моменты горения дуги вплоть до полного сгорания пробы, А. К. Русанов установил порядок поступления элементов и некоторых простых соединений в пламя дуги. Ему удалось дать качественную картину явления фракционной дистилляции в угольной дуге постоянного тока. [c.317] Вернуться к основной статье