現(xiàn)代冶金測(cè)試技術(shù)就講義課件

1、現(xiàn)代冶金測(cè)試技術(shù)主 講：李光輝Email： 1 測(cè)試技術(shù)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系2 現(xiàn)代冶金測(cè)試技術(shù) 2.1 概述 2.2 熱分析技術(shù) 2.3 X-射線衍射技術(shù) 2.4 紅外光譜分析技術(shù) 2.5 掃描電鏡分析技術(shù) 2.6 微區(qū)分分析技術(shù)3. 冶金動(dòng)力學(xué)研究方法 3.1 概述 3.2 熱重法 3.3 差示掃描法主 要 內(nèi) 容 科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度與基礎(chǔ)研究和測(cè)試技術(shù) 的發(fā)展密切相關(guān)。新測(cè)試技術(shù)不斷涌現(xiàn)極大地 推動(dòng)著科技和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 1 測(cè)試技術(shù)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)系 主要原因在于：v 近代理化儀器與測(cè)試分析技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)科 學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和新材料的研究工作中v 儀器測(cè)試技術(shù)已成為工業(yè)

2、產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控手段v 新的測(cè)試技術(shù)能夠從宏觀到微觀，甚至于從原子尺度 來探索和研究物理、化學(xué)、冶金、材料等領(lǐng)域的相關(guān) 問題，大大推進(jìn)了人類對(duì)未來未知領(lǐng)域的探索1.2 現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)在冶金領(lǐng)域的應(yīng)用和作用v 促進(jìn)現(xiàn)代冶金工業(yè)的快速發(fā)展v 提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)能耗、保護(hù)環(huán)境v 為現(xiàn)代冶金過程的改進(jìn)和新的冶金過程的探索 以及最佳工藝流程的確定提供幫助和依據(jù)q 高溫冶金物理化學(xué)研究的基本技術(shù) 包括：高溫的獲得與溫度測(cè)量； 氣體的制備與凈化； 真空技術(shù)等及高溫熔體表面性質(zhì)； 粘度、電導(dǎo)率的測(cè)定等。2 冶冶 金金 測(cè)測(cè) 試試 技技 術(shù)術(shù)2.1 主要研究方法與測(cè)試技術(shù)q 主要的測(cè)試分析技術(shù)熱分析技術(shù) 熱重分

3、析；差熱分析；差示掃描分析結(jié)構(gòu)與物相分析技術(shù) X射線衍射分析；電子衍射分析；固體核磁共振分析；紅外光譜分析表面分析技術(shù) 掃描電子顯微鏡分析；掃描圖像分析；X-射線光電子能譜分析；俄歇電子能譜分析;原子力顯微鏡微區(qū)成分分析 X-射線光電子能譜（電子探針）2.2 高溫冶金物理化學(xué)研究基本技術(shù)q 高溫的獲得與溫度測(cè)量1）獲 得 電阻爐：設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制、溫度性能好 感應(yīng)爐：設(shè)備可密封、可用于無坩堝熔煉 電弧爐和等離子爐：溫度可達(dá)500010000K 電子束爐：僅適用于局部加熱和真空條件下 利用熱輻射加熱：發(fā)熱體可遠(yuǎn)離物料、加熱與 冷卻速度快2）高溫爐應(yīng)具有的基本特點(diǎn) 能夠達(dá)到足夠高的溫度并具有合適

4、溫度分布 爐溫要易于測(cè)量與控制 爐體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單靈活，便于操作 爐膛易于密封與氣氛調(diào)整 目前，應(yīng)用最多的是電阻爐和感應(yīng)爐3）高溫的測(cè)量 測(cè)量方法 電熱偶溫度計(jì) 光學(xué)高溫計(jì)：1400 插入灰色吸收玻璃后：2000 再加一塊玻璃后：3200 光電高溫計(jì) 紅外輻射溫度計(jì) 熱電偶 以鉑銠為材料 鉑銠10-鉑電熱偶（S型）：13001600 鉑銠13-鉑電熱偶（R型）：13001600 鉑銠30-鉑銠6電熱偶（B型）：16001800 以鎳鉻等為材料 鎳鉻-鎳硅(鎳鋁)熱電偶(K型)：10001200 鎳鉻硅-鎳硅鎂熱電偶（N型）：-2001300 銅-康銅（銅鎳）熱電偶（T型）：-200300 鎳鉻-康銅

5、熱電偶（E型）：-250870 鐵-康銅熱電偶（J型）：750 氧，950 還 非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶鉑銠系： 鉑銠13-鉑銠1電熱偶：14501600 鉑銠20-鉑銠5電熱偶：15001700 鉑銠40-鉑銠20電熱偶：16001850 銥銠系（惰性、真空） ： 銥銠10-銥熱電偶：19002000 銥銠60-銥熱電偶：20002100 鎢錸系（惰性、氫氣、真空）： 鎢錸3-鎢錸25：20002800 鎢錸5-鎢錸26：20002800 使用鉑銠熱電偶的注意事項(xiàng) 1400度以上導(dǎo)致鉑晶粒長大，強(qiáng)度降低 真空中鉑銠易揮發(fā)，產(chǎn)生污染 H2可滲透保護(hù)管，與鉑反應(yīng)，降低鉑熔點(diǎn) 還原條件下，鉑與SiO2反應(yīng)降低

6、鉑的熔點(diǎn) P、S蒸氣使鉑在低溫下就變脆 高純碳對(duì)鉑無影響，但碳易還原Cu、Pb、Bi氧 化物，使其與鉑反應(yīng)生成低熔點(diǎn)合金 有機(jī)物（油脂）高溫分解產(chǎn)生C、S，預(yù)先用硝 酸清洗q 氣體的制備與凈化1）制備與貯存 鋼瓶顏色與氣體 氧氣天藍(lán)色；氮?dú)夂谏?氫氣深綠色；二氧化碳黑色 氬氣灰色；氯氣草綠色 氨氣黃色；硫化氫白色其它：可燃?xì)怏w紅色 非可燃?xì)怏w黑色2）各種吸收劑對(duì)氣體的吸收作用吸收劑CO2CnHmO2COCH4H2N2KOH溶液飽和溴水焦性沒食子酸堿溶液氯化亞銅氨溶液燃燒法3）CO氣體的凈化 CO2吸收劑1：2KOH溶液 取1000克KOH溶于2000ml水中 O2吸收劑焦性沒食子酸堿溶液 取焦

7、性沒食子酸280克加熱溶于500ml水中，冷卻后流注入吸收入瓶中，再注入1：2 KOH溶液1300ml H2O濃硫酸或無水CaCl22.2.1 熱分析技術(shù)概論q 定義 熱分析是指在程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)的物理性質(zhì)與 溫度關(guān)系的一類技術(shù) 說明： 程序控制溫度指線性的升溫、降溫、恒溫以及非線 性的升降溫過程 物質(zhì)試樣本身，包括中間反應(yīng)物和最終反應(yīng)物 物理性質(zhì)指質(zhì)量（熱重法）、熱焓（差示掃描）、溫 度（差熱法）、尺寸、力學(xué)特性、電學(xué)特性、 磁學(xué)特性、光學(xué)特性和聲學(xué)特性2.3 熱分析技術(shù)q 應(yīng)用1）應(yīng)用領(lǐng)域(23個(gè)) 物理、化學(xué)化工、地質(zhì)、石油、冶金、建材、紡織、塑料、橡膠、玻璃、玻璃鋼、陶瓷、煤炭、

8、火藥、生物、醫(yī)藥、化妝品、航空航天材料、食品、土壤、環(huán)保等科學(xué)和工農(nóng)業(yè)部門2）具體作用 物質(zhì)鑒定與鑒別：熱分析圖譜是物質(zhì)的指紋圖 要求 先建立各種礦物、有機(jī)物（無機(jī)）化合物的 熱分析標(biāo)準(zhǔn)圖譜 材料結(jié)構(gòu)與性能、生產(chǎn)過程中產(chǎn)品或版成品的質(zhì)量 分析與控制 研究分子生物、生物材料（如類脂的相轉(zhuǎn)變） 熱力學(xué)研究：如測(cè)定相圖，物質(zhì)的潛熱、比熱、生 成熱、反應(yīng)熱學(xué)、熱力學(xué)數(shù)據(jù) 熱動(dòng)力學(xué)研究：如測(cè)定反應(yīng)速度、反映級(jí)數(shù)和反應(yīng) 活化能q 熱分析技術(shù)特點(diǎn)對(duì)試樣的形狀和狀態(tài)沒有特殊要求 從礦物原料、中間產(chǎn)物到最終產(chǎn)品都可以直接取樣試驗(yàn)，液體也行試樣用量少，目前的熱分析儀用1毫克試樣就夠了，這樣對(duì)于貴重的試樣十分重要熱

9、分析儀及輔助設(shè)備的技術(shù)不復(fù)雜，操作比較容易，而且在較大的溫度范圍內(nèi)，一次實(shí)驗(yàn)可連續(xù)測(cè)得有關(guān)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)周期短試驗(yàn)條件的選擇十分靈活（試樣多少、升降溫度速率大小、氣氛等）分析結(jié)果信息多樣q 需要注意的問題 熱分析結(jié)果是必然的，但不是充分的必然性：無論試樣、試驗(yàn)條件如何均能得到一個(gè) 熱分析譜圖不充分性：不能由單一的熱譜圖得出肯定的確切 的無疑問的結(jié)論，需要其它已知條件或 實(shí)驗(yàn)結(jié)果相配合q 熱重曲線的分析2.2.2 熱重分析 在程序控制溫度下測(cè)量物質(zhì)質(zhì)量變化與溫度關(guān)系的一種技術(shù)譜圖解析AB、CD平臺(tái)，質(zhì)量沒變化，表示試樣為穩(wěn)定 的化合物或穩(wěn)定組分混合物T1反應(yīng)起始溫度（累計(jì)質(zhì)量能達(dá)到熱天平檢 測(cè)程度的

10、溫度）Tf反應(yīng)終止溫度（儀器感覺不到質(zhì)量變化時(shí)的 溫度）T1 Tf反應(yīng)區(qū)間 周圍氣氛對(duì)試樣支架的合力改變（產(chǎn)生表觀增重） 氣氛對(duì)流（產(chǎn)生表觀失重） 溫度的測(cè)量方式 樣品盤的質(zhì)料合形狀(深淺、帶蓋影響氣體擴(kuò)散 增加阻力) 加熱速率（V提高，曲線向高溫移動(dòng)， 但形狀基本不變 試樣質(zhì)量（吸、放熱量大，曲線位置變化， 氣體難于擴(kuò)散，溫度提高大 試樣形狀、粒度（粗粒分解溫度細(xì)粒分解溫度） 試樣填充情況（裝得緊，傳熱好，誤差?。?氣氛種類 記錄圖紙的走速（成45角最佳） 試樣的飛濺 試樣的反應(yīng)潛熱 試樣的熱化學(xué)系數(shù) 分解產(chǎn)物的凝聚儀器方面的因素實(shí)驗(yàn)條件的因素其它因素 影 響 因 素影響TG曲線的因素q T

11、G 曲線的作用 對(duì)于簡(jiǎn)單的無機(jī)鹽類，從平臺(tái)間高度差的質(zhì) 量大小，按化學(xué)計(jì)量配比確定相應(yīng)反應(yīng)重分 解（裂解、釋放等）出來的產(chǎn)物構(gòu)成 TG曲線上的某些特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度，可作為 試樣的熱征參數(shù)和聚合物及某些有機(jī)化合物 試樣熱穩(wěn)定性范圍的度量指標(biāo)q 熱重法的局限性考查試樣的物理化學(xué)反應(yīng)時(shí)，必須對(duì)所研究的反 應(yīng)過程已知在很多情況下，必須與其它方法分析得到的結(jié)果 綜合才能確定最終結(jié)論碳酸鈣和碳酸鎂沉淀混合物(濕）的TG曲線q 舉例 已知：在白云石（MgCO3CaCO3 )的TG曲線上， MgCO3比CaCO3 優(yōu)先分解因此，在上述TG曲線上（1）室溫210，混合試樣脫除吸附水的失重成分： MgCO3與Ca

12、CO3 （2）350480 失重，MgCO3的分解失重 反應(yīng)： MgCO3MgO+CO2 （3）480 600 平臺(tái) 成分：MgO與與CaCO3 混合物（4）600 850失重臺(tái)階： CaCO3的分解失重 反應(yīng)： CaCO3 CaO+ CO2 （5）850 平臺(tái)： 成分：CaO MgO混合物100200300400500600700800900溫度 /-0.20-0.100.00.100.200.300.40DSC /(mW/mg)9092949698100TG /%質(zhì)量變化 : -0.76 %質(zhì)量變化 : -8.45 %質(zhì)量變化 : -1.13 %峰值: 98.58 峰值: 287.50 峰

13、值: 526.86 11? 放熱方向儀器文件項(xiàng)目標(biāo)識(shí)日期/ 時(shí)間實(shí)驗(yàn)室操作者NETZSCH STA 449C褐鐵礦. dsuTo test baseline12005- 9- 22 18 : 53: 26tg -dsc lab聶珍媛樣品參比材料校正文件 :溫度/ 靈敏度校正文件范圍樣品支架 / 熱電偶褐鐵礦, 24. 501 mg空, 0. 000 mg氧化鋁坩堝base 10- 1000. bsu759. tsu / 759. esu30. 0/ 10. 00(K/ min)/ 1000. 0DSC (/ TG ) HIGH RG 4 / S測(cè)量 模式 / 類型段坩堝氣氛TG 校正/ 測(cè)量

14、范圍DSC 校正/ 測(cè)量 范圍備注DSC - TG / 樣品 + 校正1/ 1DSC / TG pan Al 2O 3air / 30 / -/-020/ 5000 mg620/ 5000 Vwjx 17-10-2005 14:59某褐鐵礦TG-DSC曲線100200300400500600700800900溫度 /-0.050.00.050.100.150.200.25DSC /(mW/mg)100.00100.20100.40100.60100.80101.00101.20TG /%峰值: 346.46 峰值: 572.09 質(zhì)量變化: 0.44 %質(zhì)量變化: 0.92 %11? 熱方向儀

15、器文件項(xiàng)目標(biāo)識(shí)日期/ 時(shí)間實(shí)驗(yàn)室操作者NETZSCH STA 449C磁鐵礦. dsuTo test baseline22005-9-22 21 : 42: 23tg -dsc lab聶珍媛樣品參比材料校正文件:溫度/ 靈敏度校正文件范圍樣品支架/ 熱電偶磁鐵礦, 28. 961 mg空, 0. 000 mg氧化鋁坩堝base10-1000. bsu759. tsu / 759. esu30. 0/ 10. 00(K / min)/ 1000. 0DSC (/ TG ) HIGH RG 4 / S測(cè)量 模式/ 類型段坩堝氣氛TG 校正/ 測(cè)量 范圍DSC 校正/ 測(cè)量 范圍備注DSC -TG

16、/ 樣品 + 校正1/ 1DSC / TG pan Al2O 3air / 30 / -/-820/ 5000 mg020/ 5000 Vwjx 31-10-2005 20:47褐鐵礦磁化焙燒后TG-DSC曲線2.2.3 差熱分析（DTA) 在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)與參比物之間的溫度 差與溫度關(guān)系的一種技術(shù)q DTA曲線ADTA曲線B參比物溫度曲線C試樣溫度曲線 差熱分析中，試樣溫度的變化是由相變或反應(yīng)的吸、放熱效應(yīng)引起一般情況下： 吸熱效應(yīng)由相轉(zhuǎn)變、脫水、脫氧、熔化、沸騰、蒸 發(fā)、升華和一些分解反應(yīng)產(chǎn)生 當(dāng)發(fā)生吸熱反應(yīng)，試樣的溫度將偏低于參比物溫度，DTA曲線上出現(xiàn)“低谷”（吸熱峰） 放熱

17、效應(yīng)由結(jié)晶、氧化和另一些分解反應(yīng)產(chǎn)生 當(dāng)發(fā)生放熱反應(yīng)，試樣的溫度將偏高于參比物溫度，DTA曲線上出現(xiàn)“高谷”（放熱峰）q 常見DTA曲線的峰形二級(jí)相變，以水平基線改變?yōu)樘卣魑鼰岱?，通常由熔融或熔化所引起（較小溫度區(qū)間發(fā)生急劇 烈反應(yīng)吸熱峰，由分解或裂解引起的（較大區(qū)間發(fā)生緩慢反應(yīng)）放熱峰，由結(jié)晶相變引起q 差熱分析的作用 根據(jù)DTA的分析結(jié)果，從吸熱和放熱峰的個(gè)數(shù)、形狀、位置與相應(yīng)溫度，可較為方便地定性確定試樣的熱行為。而且可以根據(jù)峰的面積計(jì)算出熱焓的變化，測(cè)得試樣的反應(yīng)熱。q 差熱分析數(shù)據(jù)的報(bào)導(dǎo)與說明指明試樣、參比物（包括稀釋劑） 若采用Al2O3粉作參比物，則使用前應(yīng)經(jīng)過1000以上 的煅

18、燒處理且密封保存對(duì)所有物質(zhì)的處理和分析進(jìn)行說明試樣的組分、純度及測(cè)定時(shí)氣氛是靜態(tài)的還是動(dòng)態(tài)的儀器的升溫速度式樣的重量和所用稀釋劑及稀釋程度吸熱、放熱的標(biāo)識(shí)q 影響DTA曲線的主要因素試樣量v 增大試樣量 分解反應(yīng)和吸熱過程使峰變大，形狀發(fā)生改變 一般相變過程使峰變高變大v 增大試樣量的優(yōu)缺點(diǎn) 增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“靈敏度”，同時(shí)降低多峰之間的分辨率，基線漂移相對(duì)較大試樣粒度 粒度影響分解氣體的擴(kuò)散、熱導(dǎo)速度等加熱速率 提高加熱速度可增大峰高，提高靈敏度，但同時(shí)又含降低分辨率，一般取10min氣氛的影響q 舉例 白云石的DTA曲線750 吸熱峰： MgCO3 分解吸熱950 吸熱峰： CaCO3分解吸

19、熱2.2.4 差示掃描分析（DSC) 在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)與參比物之間的溫度 差與溫度關(guān)系的一種技術(shù)2.2.4 X-射線衍射分析（XRD)q XRD的主要作用 區(qū)別晶質(zhì)礦物與非晶質(zhì)礦物 區(qū)別晶質(zhì)礦物的晶族和對(duì)稱程度高低 確定礦物的物相及賦存狀態(tài) 測(cè)定結(jié)晶礦物的結(jié)晶度qXRD的主要分析方法 勞埃法（固定晶體法） 旋轉(zhuǎn)晶體法 粉晶法q 粉晶法定義：利用許多不同的小晶粒集合體（如金屬合金、 晶質(zhì)礦物、磨碎的礦物晶體或巖石），即采用 粉末進(jìn)行研究條件（特點(diǎn)） 樣品采用粉末晶體（多晶），粒徑110m，重量 為0.10.5g 樣品是旋轉(zhuǎn)的。因有數(shù)億的晶粒，具有各種不同方位 的面網(wǎng) 選用原子序數(shù)相差1

20、10的靶效果較好q 粉晶法存在的主要問題對(duì)低含量礦物（小于15）一般無法鑒定。 因?yàn)楹刻筒粫?huì)產(chǎn)生衍射或衍射線很弱，難確定其是否存在礦物種有類質(zhì)同相混入物存在時(shí)，將導(dǎo)致d值產(chǎn)生變化，增加鑒別物相的難度樣品中物相愈多，衍射線互相疊合愈歷害，造成鑒定物相困難粉晶法對(duì)礦物進(jìn)行精確定量測(cè)量難度大，目前只能定性或半定量分析q 粉晶法送樣要求代表性粒度 過粗使衍射線不連結(jié)，變成點(diǎn)線狀 過細(xì)衍射線變化，高角區(qū)不會(huì)產(chǎn)生衍射要求：對(duì)稱程度高的樣品200目左右 對(duì)稱程度低的樣品325目左右 一般樣品110m 左右樣品重量，儀器分析0.5g左右樣品加工中要防止用鐵錘加工（必要時(shí)用木錘），以免破壞晶格樣品如需烘干處

21、理，則處理溫度不宜超過80左右，最好用自然烘干q 解譜中應(yīng)注意的幾點(diǎn)講明所用的靶材掃描速度是否用了濾波器，是何種濾波器儀器工作參數(shù)（電流、電壓、狹縫等） 樣品量的多少q 舉例說明10203040506070050010001500200025001.6329(221)2.0764(140)3.9872(110)4.4305(110)3.0639(006)4.6184(004)9.2105(002)PDDDDDDDDDDDDDPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPIntensity /Cps2 /102030405060700500100015002000250030003.1104(006)

22、4.44054.6657(004)9.3386(002)CCCCCCCCCPPPPPPPPPPPPPPPPIntensity /Cps2 /葉蠟石原礦的XRD譜800下焙燒后的XRD譜1050下焙燒后的XRD譜 1000下焙燒后的XRD譜102030405060700300600900120015003.1124(006)4.42614.6740(004)9.3579(002)CCCCCCCCCP P P P P P P P P P P P P P P P P Intensity /Cps2 /102030405060700300600900120015003.1200(006)4.42704

23、.4680(004)9.3753(002)CCCCCCCCCPPPPPPPPPPPPPPPPPPIntensity /Cps2 / 1200下焙燒后的XRD譜1100下焙燒后的XRD譜1020304050607001002003004005002.2113(121) 3.4054(120/201)5.4041(110)CCCCCCCCCMMMMMMMMMMMMMMIntensity /Cps2 /102030405060700100200300400500C r3.3191(111)C r4.0528(101)2.2107(121) 3.4054(120/210)5.4192(110)CCCC

24、CMCMMMMMMMMMMMMMMMIntensity /Cps2 /以上XRD中：（C-Al2O3；Cr方石英；D一水硬鋁石；M莫來石；P葉蠟石；P脫水葉蠟石）2.2.5 掃描電鏡（SME）q SME方法的特點(diǎn) 放大倍數(shù)范圍寬（1020萬倍內(nèi)連續(xù)可調(diào)）分辨率高（二次電子像分辨率優(yōu)于10nm，而光學(xué)顯微鏡 為200nm）可直接觀察大尺寸試樣的原始表面（如斷口的析出物）制樣簡(jiǎn)單，能夠得到富有立體感、高分辨率的真空形貌q 應(yīng)用 用于研究形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理。從一般鑒定雜質(zhì)類型推進(jìn)到研究析出相合材料破壞關(guān)系例如： 鋼中的雜質(zhì)是極細(xì)顆粒高度彌散分布的，用SEM對(duì)高強(qiáng)鋼深腐蝕量相試樣及斷口試樣的Mn

25、Sq 舉例說明 高嶺石晶體結(jié)構(gòu)示意圖 2.2.6 紅外光譜分析q 分子的振動(dòng)模式伸縮振動(dòng)（Stretching Vibration） 振動(dòng)沿著原子間的化學(xué)鍵軸向發(fā)生時(shí)，是鍵長發(fā)生變化的振動(dòng) 對(duì)稱伸縮振動(dòng):振動(dòng)中各鍵同時(shí)伸長或縮短 不對(duì)稱伸縮振動(dòng)：振動(dòng)中當(dāng)某個(gè)鍵伸長時(shí)，另一個(gè)鍵縮短變形振動(dòng)（Deformation Vibration） 面內(nèi)彎曲振動(dòng)：一個(gè)分子或 基因作參體在該分子或基團(tuán)所在的平面內(nèi)左右搖擺振動(dòng) 面外彎曲振動(dòng)：沿該分子或基因所在平面的法線方向前后搖擺振動(dòng)q 制樣方法對(duì)于粉末樣品 將分析樣品研成很細(xì)的粉末，因不同分散介質(zhì)將其制成糊狀、薄膜或壓片 沉降膜法 將分析樣品研成很細(xì)的粉末，用

26、沉淀分離的方法獲得2m的細(xì)粉，并烘干，移動(dòng)紅外線載體（NaCl片等），滴上及滴揮發(fā)的溶劑（異丙醇）拌勻，溶劑揮發(fā)后即形成薄膜優(yōu)點(diǎn)：對(duì)片狀礦物的紅外研究有意義缺點(diǎn)：樣品顆粒不均勻，溶劑揮發(fā)后留下許多氣孔，散 射現(xiàn)象嚴(yán)重，光譜基線高，譜圖質(zhì)量差，不適合 于定量分析 糊狀法（礦物油法） 將礦物的細(xì)粉分散于礦物油等介質(zhì)中制成糊涂狀后涂在載片上優(yōu)點(diǎn)：方法快捷、不存在吸潮的問題缺點(diǎn)：礦物油對(duì)礦物的吸收帶有干擾 如，液體石蠟在30002800-1、1460-1、1380-1和720-1有強(qiáng)的吸收 壓片法 把固體樣品的細(xì)粉分散于堿鹵化物中壓成透明的薄片中優(yōu)點(diǎn)：粘結(jié)劑堿金屬鹵化物本身沒有吸收帶，能 較好控制樣品

27、的濃度及厚度，適于定量分 析，散射光影響小，薄片易保存缺點(diǎn)：不能完全消KBr所吸附的吸收光譜的影響， 操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，壓片有時(shí)有難度q 制樣應(yīng)注意的問題樣品粒度：大顆粒對(duì)紅外光譜產(chǎn)生嚴(yán)重的散射和反射， 粒度減小至2m 以下可減弱散射的影響樣品用量：樣品過量基線抬高，強(qiáng)帶被抑制，譜帶變 寬，使強(qiáng)度互相重疊，分辨不清化學(xué)反應(yīng)：樣品與KBr混合研磨時(shí)，可發(fā)生某些化學(xué) 反應(yīng)，如吸濕、離子交換、化學(xué)反應(yīng)等， 導(dǎo)致光譜發(fā)生變化大氣的影響：大氣中的濕度、CO2成分將導(dǎo)致譜帶上產(chǎn) 生水吸收帶和CO32-離子的吸收帶，因此應(yīng) 記錄KBr空白光譜作參考q 舉例說明3 冶金動(dòng)力學(xué)研究方法冶金動(dòng)力學(xué)研究方法3.1 主

28、要研究方法 靜態(tài)法 動(dòng)態(tài)法 淬冷法 重分析法（等溫/非等溫?zé)幔?差熱分析法 電化學(xué)法3.2 熱重法3.2.1 等溫?zé)嶂胤?等溫法是在確定的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，選取一系列的溫度點(diǎn)作恒溫失重曲線，即在恒定的溫度下測(cè)定反應(yīng)變化率與時(shí)間之間的關(guān)系q 特點(diǎn)測(cè)定一系列的熱重曲線才能獲得反應(yīng)過程動(dòng)力學(xué)參數(shù)在等溫?zé)嶂厍€的測(cè)試過程中，由于在實(shí)驗(yàn)操作上難以將反應(yīng)試樣在試驗(yàn)一開始就剛好保持在所選定的溫度點(diǎn)上，加之受測(cè)試儀器靈敏度的影響，試樣必須有明顯的反應(yīng)才能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，而事實(shí)上試樣在此以前就已開始發(fā)生反應(yīng)，因而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大的誤差 3.2.2 非等溫?zé)嶂胤ㄖ恍枰獪y(cè)定一條熱重曲線就可從反應(yīng)開始到結(jié)束的整個(gè)溫度

29、區(qū)間內(nèi)連續(xù)計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)試樣用量少產(chǎn)生的誤差小并能同時(shí)獲取多種信息3.3.3 非等溫?zé)嶂胤ㄑ芯勘簾撍畡?dòng)力學(xué)q 動(dòng)力學(xué)速率方程 其中反應(yīng)的機(jī)制函數(shù)f()為： 式中：T溫度 /K、失重率 /%、升溫速率 /K.min-1、 E表觀活化能 /J.mol-1、A表觀頻率因子 /min-1、 m,n,p常數(shù) (1) ln(1)EmnpRTdAedT ( )(1) ln(1)mnpf q 研究方法 1）將速率方程改寫成求殘差平方和R 的形式。 2）采用Visual C+ 語言編寫一套確定R值為最小的搜尋程序。 3）在同一條實(shí)驗(yàn)熱重曲線上取K組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Ti、i，并將它們分別輸入計(jì)算機(jī)。找出一組或幾組殘差平方和R為很小(R)的A、E、m、n、p 值，求得反應(yīng)機(jī)制函數(shù)。 4) 將搜尋得到的幾組m、n、p值所對(duì)應(yīng)的機(jī)制函數(shù)具體形式，與所取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)