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[摘 要]本文研究了美国Thermo公司制造的ARL4460型直读光谱仪的稳定性，采用美国高纯铜标样CP3在不进行标准化的情况下，对其进行了试验测定。试验所得数据均符合美国Thermo公司承诺的ARL4460仪器验收之标准偏差，说明该光谱仪具有良好的长期稳定性，其分析精度即使在较长时间内不进行日常标准化仍能够满足材料成分测定的要求，分析结果是可靠的。
[关键词]ARL4460光谱仪 标准化 稳定性 CP3高纯铜 标样 标准偏差
中图分类号：O361.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0048-02
摘 要：本文研究了美国Thermo公司制造的ARL4460型直读光谱仪的稳定性，采用美国高纯铜标样CP3在不进行标准化的情况下，对其进行了试验测定。试验所得数据均符合美国Thermo公司承诺的ARL4460仪器验收之标准偏差，说明该光谱仪具有良好的长期稳定性，其分析精度即使在较长时间内不进行日常标准化仍能够满足材料成分测定的要求，分析结果是可靠的。
关键词：ARL4460光谱仪 标准化 稳定性 CP3高纯铜 标样 标准偏差
中图分类号：O361.5
1 引言
高纯铜及其加工产品广泛应用于电子及制造行业。其化学成分通常采用湿法化学分析，由于纯铜中杂质元素的数量较多且多数是微量，同时有些杂质元素的测定目前还没有成熟的国家标准，因此用化学分析方法测定起比较困难；也有用X 荧光光谱分析法和ICP- AES 进行测定的，但分析周期较长，不能满足生产需要。用ARL4460 火花发射光谱仪能对纯铜中的杂质元素进行同时测定，通过采用高能光源和时间光谱分解技术[1]，使用高纯液氩和增加氩气流量，分析数据的精度和准确度能满足化学分析的要求，从而大大地缩短了分析周期，提高了工作效率。
直读光谱仪最大的优点是测定准确度高、分析速度快，从样品激发到计算机报出元素分析含量只需几十秒。样品中所有要分析的元素可以一次同时分析出来，但是要有一个前提条件，就是在日常分析工作之前，要对工作曲线进行标准化（这是因为：受温度、湿度、氩气纯度等变化会造成工作曲线的转动和移动）。曲线标准化就是求工作曲线的漂移系数α 、β值，然后根据 α、β值修正工作曲线。这样的标准化工作要经常进行，同时还必须使用均匀性很好的标准化样品。由于该仪器是进口产品，因此标准化样品也需进口，但这样的样品价格相当昂贵。为了节省标准化样品，再者，也为了研究该仪器的长期稳定性，进行了本文的试验，即在不进行曲线标准化，并保证室内温度、湿度恒定，氩气质量保证>99.996%，电压稳定的情况下，每天测定同一块标样，以研究该仪器的长期稳定性。
稳定性是直读光谱仪质量好坏的重要标志之一，它直接影响分析结果的精度和准确度。而稳定性主要取决于光学室和光源。美国Thermo公司制造的ARL4460型直读光谱仪的光学室采用特种材料制造（专利），将光学室抽真空、保持恒温，全部光学器件都密封在真空室内，以保证其长期稳定性。光源应具有良好的稳定性和再现性， 这是确保分析精度和准确度的基本要求。ARL4460直读光谱仪的光源采用了高频光源，该光源先产生高能火花，以便熔化和均质化样品表面；然后产生低能火花，并测量试样发射的光谱，通过光电转换计算其百分含量。为了检验该仪器的长期稳定性，采用美国超纯铜标样CP3对其进行了试验测定。
2 试验部分
2.1光谱仪的构成
ARL4460真空直读光谱仪，主要由三部分组成[2]：
（1）样品激发台和光源部分；
（2）光学系统部分：包括聚光透镜、入射狭缝、凹面光柵、出射狭缝、光电倍增管、分光室及真空泵等；
（3）电子控制及计算机部分：包括积分器、负高压板、A/D转换器、计算机、打印机等。
2.2设备相关技术参数
真空系统：连续抽真空，真空度<20μHg
氩气：液氩，纯度≥99.996 %
电极：钨对电极，直径6mm ，顶角90 度
分析间隙：3mm
2.3分析条件及分析谱线
2.3.1 分析条件：分析时间为17.6S
2.3.2 分析谱线如表1所示[3]：
2.4稳定性试验
采用美国高纯铜标样CP3在ARL4460直读光谱仪上做稳定性试验，每天对标样激发5次，分别测取Cu，Zn，Si、Mn、S、P、Cr、Ni等元素的含量的平均值作为一次测量结果，以此方式对标样不连续测定15天，所得15组的测量值，平均值， 标准偏差值，相对标准偏差列于表2，美国Thermo公司的超纯铜标样CP3参考值和允许范围值和所测15次测量值的平均值列于表3。
标准偏差SD= ；
相对标准偏差RSD= ×100%；
Xi一单个分析值；X一平均值；n一测定次数。
2.5 结果与讨论
通过对表2的数据分析可以得到，在没有进行曲线标准化间断做标样CP3的情况下，测试数据稳定，标准偏差SD在5ppm以内，相对标准偏差在10%以内，完全满足试验一致性的要求。通过表3 的数据分析可以得到，没有进行曲线标准化间断做标样CP3的情况下，测试结果符合美国Thermo公司承诺的ARL4460的验收标准，说明该直读光谱仪具有较好的长期稳定性，数据测试结果的一致性，它的分析精度能够满足高纯铜材料成分测定的基本要求。因此，在日常的生产检验中，没有必要每次检测试验任务之前都需要进行标准化，从而可以大量节约购买价格昂贵
的标准化样品，一般可以每月做一次标准化来保证仪器的精度和测试要求。
参考文献：
[1] 光谱实验室. 光电光谱分析原理. 光谱实验室，第10 卷增刊
[2]ARL4460/MA，金属分析仪参考手册
[3]赵藻藩，周性尧，张悟铭，赵文宽. 仪器分析〔M〕. 北京：高等教育出版社，1990
[关键词]ARL4460光谱仪 标准化 稳定性 CP3高纯铜 标样 标准偏差
中图分类号：O361.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0048-02
摘 要：本文研究了美国Thermo公司制造的ARL4460型直读光谱仪的稳定性，采用美国高纯铜标样CP3在不进行标准化的情况下，对其进行了试验测定。试验所得数据均符合美国Thermo公司承诺的ARL4460仪器验收之标准偏差，说明该光谱仪具有良好的长期稳定性，其分析精度即使在较长时间内不进行日常标准化仍能够满足材料成分测定的要求，分析结果是可靠的。
关键词：ARL4460光谱仪 标准化 稳定性 CP3高纯铜 标样 标准偏差
中图分类号：O361.5
1 引言
高纯铜及其加工产品广泛应用于电子及制造行业。其化学成分通常采用湿法化学分析，由于纯铜中杂质元素的数量较多且多数是微量，同时有些杂质元素的测定目前还没有成熟的国家标准，因此用化学分析方法测定起比较困难；也有用X 荧光光谱分析法和ICP- AES 进行测定的，但分析周期较长，不能满足生产需要。用ARL4460 火花发射光谱仪能对纯铜中的杂质元素进行同时测定，通过采用高能光源和时间光谱分解技术[1]，使用高纯液氩和增加氩气流量，分析数据的精度和准确度能满足化学分析的要求，从而大大地缩短了分析周期，提高了工作效率。
直读光谱仪最大的优点是测定准确度高、分析速度快，从样品激发到计算机报出元素分析含量只需几十秒。样品中所有要分析的元素可以一次同时分析出来，但是要有一个前提条件，就是在日常分析工作之前，要对工作曲线进行标准化（这是因为：受温度、湿度、氩气纯度等变化会造成工作曲线的转动和移动）。曲线标准化就是求工作曲线的漂移系数α 、β值，然后根据 α、β值修正工作曲线。这样的标准化工作要经常进行，同时还必须使用均匀性很好的标准化样品。由于该仪器是进口产品，因此标准化样品也需进口，但这样的样品价格相当昂贵。为了节省标准化样品，再者，也为了研究该仪器的长期稳定性，进行了本文的试验，即在不进行曲线标准化，并保证室内温度、湿度恒定，氩气质量保证>99.996%，电压稳定的情况下，每天测定同一块标样，以研究该仪器的长期稳定性。
稳定性是直读光谱仪质量好坏的重要标志之一，它直接影响分析结果的精度和准确度。而稳定性主要取决于光学室和光源。美国Thermo公司制造的ARL4460型直读光谱仪的光学室采用特种材料制造（专利），将光学室抽真空、保持恒温，全部光学器件都密封在真空室内，以保证其长期稳定性。光源应具有良好的稳定性和再现性， 这是确保分析精度和准确度的基本要求。ARL4460直读光谱仪的光源采用了高频光源，该光源先产生高能火花，以便熔化和均质化样品表面；然后产生低能火花，并测量试样发射的光谱，通过光电转换计算其百分含量。为了检验该仪器的长期稳定性，采用美国超纯铜标样CP3对其进行了试验测定。
2 试验部分
2.1光谱仪的构成
ARL4460真空直读光谱仪，主要由三部分组成[2]：
（1）样品激发台和光源部分；
（2）光学系统部分：包括聚光透镜、入射狭缝、凹面光柵、出射狭缝、光电倍增管、分光室及真空泵等；
（3）电子控制及计算机部分：包括积分器、负高压板、A/D转换器、计算机、打印机等。
2.2设备相关技术参数
真空系统：连续抽真空，真空度<20μHg
氩气：液氩，纯度≥99.996 %
电极：钨对电极，直径6mm ，顶角90 度
分析间隙：3mm
2.3分析条件及分析谱线
2.3.1 分析条件：分析时间为17.6S
2.3.2 分析谱线如表1所示[3]：
2.4稳定性试验
采用美国高纯铜标样CP3在ARL4460直读光谱仪上做稳定性试验，每天对标样激发5次，分别测取Cu，Zn，Si、Mn、S、P、Cr、Ni等元素的含量的平均值作为一次测量结果，以此方式对标样不连续测定15天，所得15组的测量值，平均值， 标准偏差值，相对标准偏差列于表2，美国Thermo公司的超纯铜标样CP3参考值和允许范围值和所测15次测量值的平均值列于表3。
标准偏差SD= ；
相对标准偏差RSD= ×100%；
Xi一单个分析值；X一平均值；n一测定次数。
2.5 结果与讨论
通过对表2的数据分析可以得到，在没有进行曲线标准化间断做标样CP3的情况下，测试数据稳定，标准偏差SD在5ppm以内，相对标准偏差在10%以内，完全满足试验一致性的要求。通过表3 的数据分析可以得到，没有进行曲线标准化间断做标样CP3的情况下，测试结果符合美国Thermo公司承诺的ARL4460的验收标准，说明该直读光谱仪具有较好的长期稳定性，数据测试结果的一致性，它的分析精度能够满足高纯铜材料成分测定的基本要求。因此，在日常的生产检验中，没有必要每次检测试验任务之前都需要进行标准化，从而可以大量节约购买价格昂贵
的标准化样品，一般可以每月做一次标准化来保证仪器的精度和测试要求。
参考文献：
[1] 光谱实验室. 光电光谱分析原理. 光谱实验室，第10 卷增刊
[2]ARL4460/MA，金属分析仪参考手册
[3]赵藻藩，周性尧，张悟铭，赵文宽. 仪器分析〔M〕. 北京：高等教育出版社，1990