Электроды и материалы для спектрального анализа

Влияние формы размера и материала электродов. Форма и материал электродов для спектрального анализа аэрозолей, вдуваемых через канал электрода в искровой разряд, имеет существенное значение для всех элементов. С увеличением площади торцовой части верхнего электрода увеличивается интенсивность линий [89]. Оптимальные размеры электродов нижний угольный электрод длиной 30—35 мм, диаметром 6 мм, диаметр отверстия в этом электроде 2,5—3 мм. Верхний электрод диаметром 6 мм, длиной 3,5—4 мм заточен на плоскость. Расстояние между электродами 2,-5—3 мм. [c.150]

Электроды для спектрального анализа. При дуговом или искровом спектральном анализе сплавов или металлов в виде монолитных проб в качестве обоих электродов или одного из двух электродов может служить материал, подлежащий анализу произвольных размеров, но не очень малой массы. Вторым вспомогательным (обычно верхним) электродом служат стержни разного диаметра из какого-либо материа- [c.28]

Однако в ряде случаев чувствительность прямого эмиссионного спектрального анализа бывает недостаточной, в частности для контроля производства веществ высокой чистоты. В таких случаях проводят предварительное концентрирование Sb. Наиболее простыми, удобными и быстрыми методами концентрирования примесей Sb являются физические методы, в частности методы отгонки (дистилляции) Sb в вакууме, на воздухе и в токе газа-носителя. Однако такие методы применимы только к материалам, основу которых составляют элементы и их соединения, причем их летучесть значительно ниже летучести Sb. Применение концентрирования методами дистилляции примесей требует тонкого измельчения анализируемого материала, поскольку скорость диффузии отгоняемых примесей в твердой фазе мала. Тонкоизмельченную пробу нагревают током большой силы в графитовом стаканчике, зажатом между графитовыми щеками охлаждаемых водой медных электродов. Пары выделяющихся примесей конденсируются на охлаждаемой графитовой или металлической капсуле, которая затем используется в качестве электрода дуги или искры при последующем спектральном определении Sb и ряда других выделившихся вместе с ней примесей. [c.82]

В качестве источников света в практике спектрального анализа нашли широкое применение электрическая дуга переменного или постоянного тока и высоковольтная искра, получаемые при использовании специальных генераторов. В этом случае электрический разряд осуществляется путем подачи соответствующего напряжения на электроды, устанавливаемые в штатив-держатель таким образом, чтобы разрядный промежуток между электродами был расположен на оптической оси спектрального прибора. Электроды представляют собой преимущественно стержни, изготовляемые из какого-либо токопроводящего материала (угля, меди, алюминия и т.п.), содержащего минимальное количество примесей и имеющего эмиссионный спектр с небольшим количеством линий. Анализируемую [c.322]

При количествах примесей, равных нескольким мкг, проба в лодочке из соответствующего материала (кварца, корунда, графита, спектрального угля) нагревается в потоке воздуха (водорода, кислорода или инертного газа) в кварцевой трубке, оттянутой с одного конца в капилляр [1099]. Летучие компоненты пробы конденсируются в холодной капиллярной части трубки, выступающей из печи. Налет растворяют в кислоте и раствор подвергают спектральному анализу. Отделенный капилляр с конденсатом можно измельчать и подавать концентрат на анализ в виде порошка [128]. Отгонку меньших абсолютных количеств проводят в кварцевой трубке с внутренним впаянным соплом (рис, 82). Конденсат локализуется на съемных колпачках, штампованных из фольги, плотно одевающихся на охлаждаемый водой металлический (медный) холодильник. Колпачки с конденсатом служат электродами высоковольтного искрового разряда. [c.248]

Факторы, влияющие на интенсивность спектральных линий. Исследования показали, что при спектральном анализе с использованием распыления растворов в искровой разряд через канал электрода интенсивность спектральных линий зависит от природы распыляющего газа, типа и конструкции применяемого распылителя, давления распыляющего газа и времени вдувания аэрозоля в искровой разряд, формы, размера и материала электродов, характера искрового разряда, концентрации и химического состава анализируемого раствора. [c.147]

Пробоотбор с помощью искры или дуги можно выполнять независимо от источника излучения, используемого для спектрального анализа. Если подлежащие анализу объекты большого размера нельзя доставить в спектральную лабораторию, а анализ с помощью спектроскопа на месте недостаточен, то анализируемый материал может быть перенесен на подходящий вспомогательный электрод-катод и снова с него испарен в аналитический источник излучения в дугу или искру. Например, при анализе сталей и железа в качестве вспомогательных электродов можно использовать электроды из меди, а при анализе алюминиевых сплавов — электроды из железа. Для того чтобы осуществить периодический контакт, вспомогательный электрод в пробоотборнике с низковольтной искрой приводится в движение с помощью вибратора. Это способствует более интенсивному переносу материала из точки контакта. Контактный пробоотбор, если он выполняется должным образом, не увеличивает ошибки анализа [1]. Другое достоинство этого способа заключается в том, что можно подавить влияние микроструктуры исходной пробы и некоторые эффекты взаимодействия элементов [2]. [c.26]

В качестве способа подготовки диэлектрических материалов для спектрального анализа использовали брикетирование с лаками и пластиками без последующего плавления. Для введения пробы в источник света с большой скоростью Хагеманом [6] была получена затвердевшая смесь пробы с ацетоновым цапонлаком, из которой делали образцы в форме пробки к электроду (разд. 3.3.2). Японские авторы [7] изготовили электроды превосходной проводимости из порошкообразного диэлектрического материала после добавления к нему вещества, проводящего ток, внутреннего стандарта и пластика (термостойкого полимера) в качестве связующего вещества. Хорошие результаты были получены при загрузке проб в полый катод вместе с пластиком в качестве связующей добавки [8]. [c.44]

При анализе металлов часто используется разряд между плоской частью поверхности анализируемого образца и подходящим вспомогательным электродом, который называют противоэлектродом. Типы противоэлектродов, обычно применяемые в спектральном анализе, показаны на рис. 3.3 [1, 2]. В табл. 3.2 даны их стандартные обозначения, обычные размеры, материал и наиболее важные области применения. Формы электродов, которые удобно применять в методе точка к точке и некоторые из которых широко используются в качестве противоэлектродов, приведены на рис. 3.1. Типы противоэлектродов, близкие по форме к тем, которые применяются в методе точка к точке , следую- [c.88]

Этим методом качественного спектрального анализа можно также устанавливать приблизительный состав анализируемого материала, если поддерживать постоянными условия проведения анализа (одинаковые электроды, условия возбуждения, фотографическая регистрация спектра) и использовать опыт, приобретенный при анализе проб известного и близкого к анализируемому материалу состава. Однако из-за присутствия посторонних элементов и неоднородности материала можно легко ошибиться на порядок величины. При существенном изменении состава основных компонентов анализируемых проб этим методом можно обнаруживать металлические элементы на уровне 10 —10" %. [c.23]

При анализе металлов (разд. 2.2) начальный этап зависит от количества, состояния и однородности анализируемого материала. При анализе больших количеств расплавленного металла следует всегда использовать электроды, полученные с помощью быстро охлаждаемых изложниц для спектрального анализа. Контролируемый материал либо анализируют методом точка к плоскости , либо из его кусков подходящего размера отливают электроды. Первый метод необходимо применять только тогда, когда нельзя использовать другие. Металлические опилки, стружку, тонкие листы, проволоку, тонкостенные трубки и образцы малого размера наиболее удобно анализировать методами растворов. Их также следует применять в случае неоднородного материала. [c.175]

Количественный анализ при помощи спектрографа базируется на зависимости, существующей между мощностью испускаемого излучения определенной длины волны и количеством соответствующего элемента в пробе. Эта зависимость выявлена эмпирически и пока не обоснована соответствующей математической теорией. На мощность излучения влияют довольно сложным образом многие факторы, включая температуру возбуждающей дуги и величину, форму и материал электродов. По этой причине операции в спектральном анализе должны быть строго унифицированы и спектры определяемых компонентов должны всегда сравниваться со спектрами эталонов, снятых на одном и том же приборе в аналогичных условиях. [c.129]

Поскольку почти во всех случаях спектрального анализа проба вносится в электрод, изготовленный из другого материала (уголь или графит, медь), то чистота таких электродов часто в значительной степени определяет величину чувствительности, и проблема ее повышения сводится к проблеме очистки электродов. Часто такую доочистку приходится проводить в самой аналитической лаборатории [6]. Особенно это важно при определении таких распространенных элементов, как Са, Мд, Ма, 5 , А1, Ре. [c.131]

При спектральном анализе германия в растворах источником возбуждения всегда служит генератор конденсированной искры. Чувствительность обнаружения зависит от способа испарения, материала электродов и состава раствора. Если раствор (0,025 мл) вно- [c.299]

Так как спектральный анализ отличается низкими пределами обнаружения большинства элементов, опасным оказываются даже малейшие примеси. Они могут быть внесены при подготовке электродов и пробы к анализу. Например, если для заточки электродов применять абразивные материалы, на поверхность электрода могут попасть частицы кремния, алюминия. В случае применения стальных инструментов возможно загрязнение образца или электрода железом. При истирании пробы в порошок в нее могут попасть частицы материала ступки и пестика или деталей механического истирателя. В раствор пробы могут попасть загрязнения из растворителя. [c.183]

Русановым [18] на основании изучения большого экспериментального материала были установлены ряды летучести элементов и соединений по последовательности поступления их паров в дуговой разряд при испарении из кратера электрода. Установленные им ряды летучести оказывают существенную помощь при выборе условий эмиссионного спектрального анализа. [c.21]

Введение материала проб в дугу или искру производится разными способами. При анализе металлов из них могут быть отлиты или вырезаны электроды. Металлические порошки прессуют в брикеты в форме таблеток и помещают на проводящую подставку. Для непроводящих тока порошков используют дугу, где электродами служат спектрально чистые угли. Спектр углерода состоит всего из одной яркой и нескольких слабых линий. В электродах (чаще в одном, нижнем) высверливают кратер, в который набивают пробу. Есть способы, при которых порошковую пробу подают в дугу на подвижном электроде, что обеспечивает обновление материала пробы. Большими достоинствами обладает метод просыпки, при котором специальным механизмом порошок сыплется тонкой струей в дугу между горизонтально расположенными электродами. [c.206]

Основой спектрального анализа является возможность измерения длины волны и интенсивности излучения, испускаемого атомами, молекулами, ионами вещества в источниках света. Определение содержания отдельных элементов производится путем измерения и сравнения интенсивности их линий в спектре, полученном при введении порошка пробы в зону дугового разряда, либо помещая пробы в канал угольного электрода, либо нанося материал на поверхность подвижного электрода, либо вводя пробу в разряд воздушной струей. [c.37]

Анализ сплавов. Сплавы являются наиболее удобными для анализа с помощью дуги постоянного тока. Из них обычно отливают или вытачивают подходящие электроды, которые можно непосредственно использовать в дуге постоянного тока. Иногда оба электрода изготовляют из сплава, а иногда анализируемый сплав непосредственно используют в качестве катода, а другой материал — часто спектрально чистый графит — в качестве анода (противоэлектрода). [c.712]

На примере анализа некоторых полупроводниковых (арсенид галлия, карбид кремния) и вспомогательных материалов (графит и др.) [341] показана возможность и целесообразность применения синтетических эталонов — смесей измельченного анализируемого материала с графитовым порошком, содержащим примеси в виде окислов. Показано, что в случае применения угольной дуги различия в структуре и формах нахождения примесей в образцах и эталонах устраняются, вследствие протекания в кратере графитового электрода реакций восстановления окислов за время, значительно меньшее, чем длительность экспозиции. Результатом этого процесса является единство состава спектрального излучения образцов и эталонов. [c.361]

Формы электродов, их изготовление. Типы (формы) электродов для спектрального анализа чрезвычайно разнообразны [319, 352, 831]. На рис. 98 изображены простые формы угольных графитизи-рованных электродов, обладающие некоторыми преимуществами при возбуждении спектров непроводящих порошков чистых веществ или спектров примесей, собранных на коллекторе. Форма электрода оказывает сильное влияние, если материал электрода хорошо теплопроводен, а ток разряда мал [949, 1426]. [c.347]

Методы определения. В воздухе. Определение оксидов индивидуальных РЗЭ основано на спектрографическом методе с испарением материала проб из канала графитового электрода и последующего спектрографирования на дифференциальном спектрографе предел обнаружения 100 мкг в анализируемом объеме раствора [30]. Определение оксида скандия основано на комплексонометрическом титровании раствора скандия три-лоном Б в присутствии индикатора — комплексного оранжевого предел обнаружения 1 мг/м погрешность определения 10 % диапазон определяемых концентраций 1—20 мг/м [30]. Оксид иттрия определяется пламеннофотометрическим методом чувствительность определения 1 мкг в 1 мл анализируемого объема [31]. Фотометрическое определение оксида церия (IV) основано на образовании комплекса Се(IV) с цитратом натрия, окрашивающим раствор в оранжевый цвет предел обнаружения 0,5 мг/м диапазон измеряемых концентраций 0,5—10 мг/м [30]. В биологическом материале. Определение суммы РЗЭ иттриевой подгруппы фотометрическим методом минимально обнаруживаемое количество суммы 50 мкг ошибка определения 13,7% (Мальцева, Павловская). В почвах. Определение У, УЬ посредством эмиссионного спектрального анализа (Лосева и др.). В растениях. Определение Ьа посредством эмиссионного спектрального анализа (Лосева и др.). [c.261]

Интенсивности. тиний азота сравнивались с интенсивностями линий железа, так как железо содержалось в электродах в виде примеси. Однако такое сравнение Вряд ли целесообразно истому, что интенсивность ли-ний материала электродов непостоянна. Как видно из таблицы, наименьшая чувствительность достигнута при определении примесей в азоте. Чтобы увеличить чувствительность определения водорода в азоте, к азоту добавляется гелий. При этом интенсивность линий На резко возрастает интенсивность линии На в отсутствии гелия при 10% водорода в смеси равна интенсивности линии На в присутствии гелия при 1,75% водорода в смеси. Метод, использованный Хейесом, часто применяется в спектральном анализе газовых смесей. Прибавление в больших количествах элемента с высоким потенциалом возбуждения повышает электронную температуру разряда, а значит, и чувствительность определения трудновозбудимого компонента ). [c.177]

Спектральный анализ имеет особенно важное значение для тех материалов, которые обычными химическими методами анализировать трудно или невозможно, как, например, смеси редкоземельных металлов В тех случаях, когда стандарты определенного состава недоступны, образец переводят в раствор и непосредственно наблюдают искоровой спектр, применяя пористый графитовый электрод, в который помещают исследуемую жидкость . Как и в химическом анализе, растворение является прекрасным средством превращения анализируемого материала в однородный продукт, и этим же способом можно легко приготовить стандарты из чистых элементов. [c.179]

В угольной дуге постоянного тока проба обычно испаряется из анода, так как в дуге, горящей на воздухе, температура анода выше. Прикатодный слой может обогащаться на порядок величины элементами с относительно низким потенциалом ионизации (разд. 2.2.3 и 2.2.4 в [5а]). Это обеспечивает возможность испарения малых количеств материала (нескольких миллиграмм) из тонкого и глубокого канала угольного катода (см. электроды для метода фракционной дистилляции с микрократером на рис. 3.4). Щелочные металлы или большие количества других элементов уменьшают температуру плазмы и снижают прикатодный эффект усиления. Благоприятное пространственное распределение излучения плазмы в прикатодном слое (разд. 4.7.2) можно использовать, спроектировав увеличенное изображение прикатодного слоя на щель спектрографа (можно с помощью цилиндрического зеркала). Недостатки возбуждения в прикатодном слое обусловлены трудностями юстировки и слабым свечением прикатодного слоя. Кроме того, температура, близкая к температуре чистой угольной дуги, усиливает эмиссию ионных спектральных линий и циановых полос. Из-за указанных недостатков этот метод в практическом спектральном анализе применяется редко [I], хотя недавно неожиданно снова появился в литературе. При определении следов элементов в образцах горной породы методом прикатодного слоя был получен предел обнаружения от 10 до 10- % [8—10]. Для улучшения воспроизводимости результатов был проверен способ вращающегося катода [11]. [c.118]

Требовалось проверить, являются ли два листочка, которыми обычно обворачиваются сигары, плодом одной и той же фабрикации. Небольшой кусочек золотого оттиска был сожжен в высокочастотной искре, весь листочек при этом лежал на фильтре электрода высокочастотной искры (рис. 10), но искра была направлена на одно только место. Золотой оттиск сгорел на поверхности в 1 мм . В первом листочке основным материалом оттиска были Си + Zn и рядом с ними (кроме Са + Mg) были с уверенностью распознаны, хотя и в меньших количествах, А1, РЬ, Ва, Si во BTQpoM листочке основным материалом оказались u + Al и рядом с ними в виде примесей Zn, Pb, Ва, Si. Химическим путем удалось на исходном материале, более чем в сто раз большем, доказать Си + Zn в первом листочке (оба с железисто-синеродистым калием) и u + Al — во втором алюминий обнаружен при помощи реакции Морина (зеленая флуоресценция). Если же цинк или алюминий были в пробе в виде примесей, то доказать их присутствие не удавалось, несмотря на то, что количество исходного материала было более чем в сто раз больше. Не удавалось также доказать присутствие кремния, бария и свинца (последний пытались доказать реакцией сернокислого свинца и кристаллизацией нитрата свинца-меди-калия). Реакция Морина на алюминий была с особой тщательностью сравнена с методом спектрального анализа и последний оказался значительно чувствительнее. [c.133]

При спектральном анализе с использованием диспергирования растворов и вдувания аэрозоля в искровой разряд интенсивность спектральных линий (чувствительность) зависит от многих факторов 1) природы )аспыляюш его газа, 2) типа и конструкции применяемого распылителя 17], 3) давления распыляющего газа и времени вдувания аэрозоля в искровой разряд [13], 4) формы, размера и материала электродов [15], 5) параметров искрового разряда, 6) концентрации и химического состава исследуемого раствора. [c.32]

Настоящая глава вряд ли будет считаться полной без рассмотрения дальнейшего повышения чувствительности онределения. Из многих перспективных методов дальнейшего повышения чувствительности наиболее обещающим является метод полого катода. Имеющиеся в продаже для работ в области атомноабсорбционного спектрального анализа источники с полым катодом состоят из полого электрода, содержащего пробу, спектр которой возбуждается в атмосфере благородного газа под давлением нескольких миллиметров ртутного столба. Разряд постоянного тока под этим дазшением представляет собой скорее тлеющий разряд, чем дугово . Температура материала остается ниже температуры каления, что вызывает уменьшение лопплеровского уширения линий. Давление газа достаточно мало и не приводит к увеличению ширины линий. Анализируемый материал практически остается в катоде, так что атомы возбуждаются много раз. Всю установку можно охлаждать кидким азотом для уменьшения ширины линий, что приводит к увеличению отношения сигнала линии к фону. Конечно, у метода полого катода кроме преимуществ есть и свои недостатки. Проба должна быть проводящей и помещаться в откачанную трубку без загрязнения посторонними элементами. Приготовление проб для анализа поэтому становится трудоемким и длительным. Кроме того, интенсивность спектра источников с полым катодом на несколько порядков меньше интенсивности спектра дуги, продолжительность экспозиции поэтому соответственно должна увеличиваться. [c.176]

При съемке спектров стандартов строго сохранялись все условия работы, при которых в лаборатории осуществляется массовый спектральный анализ минерального сырья. Стандарты снимались с двукратной навеской по 30 мг. Испарение материала производилось из кратера угольной дуги. Дуга питалась постоянным током от ртутного выпрямителя, сила тока 10 а, напряжение 210 V, расстояние между угольными электродами 4 мм. В начале экспозиции электрод с пробой в течение двух минут служит катодом, после чего до полного выгорания пробы он является анодом. Съемка производилась на кварцевом спектрографе ИСП-22. Ширина щели прибора 0,005 мм. Применяемые фотопластинки Изоорто , чувствительность 45 и 60 по ГОСТ. [c.138]

Ireparype скорость испарения в вакууме (0,1—0,01 мм рт. ст.) возрастает в 10—100 раз. Во-вторых, в более глубоком вакууме (0,001 мм рт. ст.) в значительной мере устраняются окислительные процессы и связанные с ними изменения поверхности анализируемого материала. И, наконец, в-третьих, при вакуумном испарении получается более прочный и компактный слой конденсата, что весьма существенно для последующего спектрального определения. При анализе по методу испарения обычно концентрируют мышьяк из навески не более 100 мг, так как с увеличением навески затрудняется выход паров из графитового стаканчика, вследствие этого большая доля мышьяка диффундирует через его стенки. Для снижения относительного предела обнаружения мышьяка его отгонка обычно осуществляется на один электрод-приемник из нескольких навесок. [c.96]

Для дополнительного подогрева электрода до 1100—1200 С пропускают переменный ток большой силы через угольный стержень с отверстием, в котором устанавливался электрод с пробой Независимый подогрев электрода с пробой, по мнению авторов, приводит к улучшению в 2—2,5 раза воспроизводимости определений и значительному уменьшению продолжительности испарения анализиру-мого материала. Дуга постоянного тока зажигалась между электродом с пробой, служившим анодом, и угольным стержнем после включения подогрева и доведения температуры электрода до 1100—1200° С. Электрод подогревают в течение всего времени фотографирования спектров. Пробу перед анализом перемешивают в отношении 1 1с буферной смесью, состоящей из равных количеств окиси кальция и графитового порошка. В буферную смесь вводили 4% внутреннего стандарта — урана в виде UsOe. Ток дуги в момент зажигания составлял 9—10 а и через 10—15 сек. доводился до 25 а. Спектры фотографировали на спектрографе КС-55 с кварцевой оптикой или ИСП-22. Продолжительность экспозиции ( ютопласти-нок спектральные, тип И составляет 2—2,5 мин., что достаточно для полного испарения вещества из канала электрода. Гафний в интервале концентраций 0,01— 3,0% определяли по линиям Hf 2866,37—U 2870,97. Одновременно с гафнием возможно определение циркония по линиям Zr 2905,23 — U 2870,97. Вероятная ошибка единичного определения гафния составляет 7—8%. [c.175]

Если возможна обработка фигурных образцов (прутков, листов, фасонной стали и т. д.), например, путем резки или снятия стружки, то при анализе следует отдать предпочтение методу точка к точке (разд. 3.2.1). После соответствующей обработки образцы, сделанные для механических исследований и уже испытанные (например, разломанные и разорванные), можно часто с успехом использовать для спектральных определений. Следует особое внимание обратить на чистоту условий этой обработки. Электродам должна быть придана такая форма, которая бы обеспечивала наиболее благоприятные условия испарения анализируемого материала и наименьщие возможности для перемещений в пространстве источника излучения (разд. 4.3.3). Фаски и закраины плоской поверхности должны быть удалены полировкой. [c.15]

Использование внешнего магнитного поля. Хотя данных по стабилизирующему действию магнитных полей при анализе диэлектрических материалов имеется больше, чем при анализе металлов, выводы для аналитической практики часто не однозначны и состояние проблемы далеко от завершения [2]. Для стабилизации дуги использование внешнего магнитного поля особенно важно, если вследствие большой поверхности анода или низкой силы тока анодное пятно полностью не покрывает поверхность анода. Магнитное поле превращает анодное пятно в равномерно распределенные по электроду микропятна, обеспечивая таким образом стабильность испарения материала из кратера и улучшая воспроизводимость источника излучения. При этом в магнитном поле соответствующей конфигурации и силы (разд. 4.3.4) увеличивается чувствительность определения некоторых элементов, что обусловлено возрастанием времени пребывания атомов (ионов) в дуге и увеличением интенсивности спектральных линий. [c.130]