隨著科技的發(fā)展以及金屬材料的快速發(fā)展，各個行業(yè)以及各種產(chǎn)品對金屬材料的要 求越來越高，對金屬中低含量碳硫的分析要求也越來越嚴格。特別是某些特種鋼材對碳的要 求都在0.00X甚至更低。碳硫分析有多種方法，如質(zhì)量法、氣體容量法等，這些方法依靠的 是化學(xué)原理。而高頻燃燒紅外吸收法，依靠的是物理原理，沒有化學(xué)分析冗長繁瑣的操作， 人為因素小，省時省力。以其操作簡便、自動化程度高、分析時間短、精度高、性能穩(wěn)定而 得到廣泛應(yīng)用。力可公司推出的CS444紅外碳硫分析儀，在低碳低硫的分析上，具有更大的 *性。下面采用此儀器，對影響分析精密度及準確度的因素進行了討論。
1 空白值的影響因素
        在分析高含量碳、硫時，其它因素對待測樣品zui終結(jié)果雖然有一定影響，但由于樣品碳、硫 含量高，所以影響不大。在分析低碳、低硫或超低硫時，往往因系統(tǒng)在吸附CO2、SO2氣 體的同時又釋放CO2、SO2氣體，加上助熔劑、助燃氣體、坩堝中碳、硫的存在以及試樣 加工時的污染，在分析低含量樣品時會引進本底影響，這些影響總稱做系統(tǒng)空白值。因低碳 低硫的含量與空白值基本相當，有時空白值甚至會大于被分析樣品的碳、硫含量。因為空白 值不僅影響測定下限，也影響靈敏度與精密度，因此要求在測量中盡量降低空白值，那么必 須對加工過的試樣、坩堝、助熔劑、氧氣進行處理，以求降低空白值，提高分析的精密度和 準確度。試樣加工時的污染可以通過采用有機溶劑洗滌試樣而基本除掉。另外 ，粉塵的干擾也是影響碳、硫分析精度及準確度的重要因素。
1.1 坩堝

    陶瓷坩堝的主要成分是氧化鋁和氧化硅，除本身原料及制做過程中所帶來的空白外，陶瓷坩 堝具有一定的吸附性，表面容易吸附空氣中的水份和二氧化碳和二氧化硫，其中的水份在燃 燒時，吸收一定熱量汽化后，能吸收二氧化硫，降低二氧化硫的轉(zhuǎn)化率。未經(jīng)過處理的坩堝 都會含有碳或硫且不均勻，無論對高含量碳硫分析或?qū)Φ秃刻剂蚍治龆紩斐捎绊?。一種 方法是坩堝在1 300℃馬弗爐內(nèi)灼燒2h，另一種方法是將預(yù)先灼燒好的坩堝加入鎢鐵助熔 劑經(jīng)高頻燃燒一次，冷卻后再使用。不同狀態(tài)下，坩堝中殘存碳硫的試驗情況見表1。

從上表的數(shù)據(jù)可以看出，未經(jīng)過任何處理的坩堝中的殘存碳硫含量遠遠高于處理過的坩堝。 而后兩種坩堝中又以經(jīng)過1 300℃灼燒的坩堝中殘存碳硫含量為zui低。
1. 2 助熔劑
     進行低碳低硫測定前應(yīng)消除助熔劑表面吸附的雜質(zhì)氣體。消除雜質(zhì)氣體的方法是把鎢粒先放 入烘箱內(nèi)450±10℃烘烤2h，在干燥器中冷卻，再放入磨口瓶內(nèi)備用。表2是烘烤和未經(jīng) 烘烤鎢粒的對比試驗。


1.3 氧氣

    低碳低硫分析所用氧氣應(yīng)該為高純氧或在進入儀器之前先通過凈化裝置（裝有過氯酸鎂和 分子篩）除去有機雜質(zhì)，再用干燥劑和二氧化碳吸收劑除去水分和二氧化碳。由于 實驗條件所限，在此引用太鋼鋼研所對碳分析比對結(jié)果，見表3。

從上面的分析結(jié)果可以看出，在儀器外加氣體凈化裝置，分析結(jié)果略好。 
1.4 粉塵 

    有文獻指出，在低硫分析過程中，粉塵干擾會使結(jié)果偏高。粉塵干擾是可能存在的，因為紅 外光源照射時，粉塵的存在會出現(xiàn)擋光、散射、干涉等光學(xué)干擾。這種干擾造成吸收信號值 的增加，產(chǎn)生正干擾。
1.5 標定

    另外，國內(nèi)目前一般采用硫酸鹽基準物來標定儀器。這樣會與被分析物產(chǎn)生基體間的差異， 從而導(dǎo)致分析時出峰的時間差異，影響硫的分析結(jié)果。表4的結(jié)果可以說明這個問題。

根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)可知，S%＜0.01的14個標樣中，測定值8個偏低，4個偏高。
2 .分析條件的選擇
2.1 準確測定扣除空白值

    空白值的測定方法有兩種，一種是直接法，即直接測定坩堝及助熔劑的碳硫量作為空白值； 另一種是間接法，即測定坩堝、助熔劑及相應(yīng)低碳低硫標樣的碳硫含量，空白值等于測定值 與已知標樣值之差。因直接法在測量空白時和分析樣品時燃燒溫度差異較大，引進空白值也 存在較大差異，而間接法因低碳低硫標樣的加入會使感應(yīng)電流、感應(yīng)溫度明顯升高，致使坩 堝材料內(nèi)部的碳硫元素在分析過程中逐步釋放出來，故間接法測得的空白值相應(yīng)要比直接法 高?？瞻卓鄢蹬c稱量設(shè)置成反比例關(guān)系，不同的樣品稱量應(yīng)扣除不同的空白值，即：

式中：k₁—被測樣品扣除的空白值；
k₂—間接法測得的空白值；
m₂—間接法測空白時的標樣的稱量（g）；
m₁—被測樣品的稱量（g）。［ZK)］
分析前應(yīng)先預(yù)燒幾個廢樣，使儀器的氣路達到飽和，然后按間接法進行分析三次（結(jié)果未超 差），使用自動空白程序設(shè)置稱量及空白值，扣除空白值。
2.2 助熔劑種類及加入方式

    樣品燃燒是分析成敗的關(guān)鍵，為了提高回收率并且得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，助熔劑的加入是必不可 少的。助熔劑的種類、用量及加入的順序?qū)μ?、硫含量的測定結(jié)果非常重要。

    鎢粒及其合金（如鎢——錫、鎢——鐵——錫）等是高頻爐常用的助熔劑。鎢粒可提供較高 熱值，具有較好的透氣性，燃燒不飛濺，具有降低碳硫分析結(jié)果的作用，其燃燒后生成酸性 的三氧化鎢，對消除硫的吸附有較好的效果；錫粒在使用中加入不宜多，有時與MoO3同時加入以消除SnO2粉塵對硫吸附的影響。另外MoO3在500℃熔融中起攪拌作用，且與鐵形成鉬酸鐵，大大減少了氧化鐵的形成；純鐵也是一種很好的助熔劑，但由于碳硫的空白不理 想，在用低含量碳硫時要注意使用。一般而言，分析鋼鐵中的碳硫，采用鎢——錫助熔劑；分析硅 鐵采用鎢——鐵——錫助熔劑；分析銅中的微量硫采用鐵屑助熔劑等。
另外，有文章指出，加入助熔劑的次序?qū)μ剂蜥尫庞幸欢ㄓ绊懀@里不做討論。
2.3 標準樣品的選擇

    作為一項準確的分析方法，應(yīng)當用純化合物作為基準已經(jīng)成為共識，但純化合物和鋼樣燃燒 釋放情況不一致，應(yīng)當采用分析什么材料，用該材料的基準物質(zhì)來校正，遵循選擇標準樣品 與試樣含量相近或相當，同時還要考慮被測組分與標準樣品的基體相似以及第三元素的影響 。
2.4 分析時間的設(shè)定
2.4.1 由于管壁的氣體吸附和釋放處于動態(tài)平衡狀態(tài)，當分析高含量樣品時，CO2SO2 濃度高，管壁吸附增加，在分析低含量樣品時或通純氧取基準信號時，管道內(nèi)壁吸附的氣體 逐漸釋放，勢必影響基準信號的去值或低含量分析的準確度，所以在每次樣品分析前，對 系統(tǒng)進行通純氧清洗，清洗時間的長短即為吹氧時間，一般設(shè)定15s，低含量為20～25s。
2.4.2 zui短分析時間的設(shè)定。分析低含量樣品，觀察釋放曲線，如果曲線尾巴截的過多，則需增加時間，反之若拖得太長 ，需要相應(yīng)減少時間。

另外，試樣、助熔劑的形狀、稱量及比例搭配對分析結(jié)果的精密度和準確度也有一定程度的 影響。
3 結(jié)論

    本文對測定金屬中低含量碳硫的各個影響因素進行了探討，認為在對低含量碳硫進行測 定時，要想得到準確結(jié)果，只有針對待測樣品的具體情況，正確處理各個環(huán)節(jié)，才能獲得準 確的分析結(jié)果。這種方法已經(jīng)應(yīng)用到了日常分析中，效果比較令人滿意。