光谱分析中第三元素干扰的校正

钟夏阳

摘 要：文章首先对光谱分析相关内容进行了简要介绍，然后分析了光谱分析中第三元素干扰产生的原因以及干扰类型，最后探讨了光谱分析中第三元素干扰系数的确定方法，可以为光谱分析中第三因素干扰的校正提供重要的借鉴。

关键词：光谱分析；第三元素干扰；校正；干扰系数

前言

随着经济社会的发展，科学技术的进步，光谱分析的应用也日益广泛，而光谱分析中第三元素干扰会对光谱分析的准确性等产生直接的影响，因此对光谱分析中第三元素干扰的校正具有非常重要的现实意义。通过对光谱分析中存在的第三元素干扰予以仔细的分析，将准确确定干扰系数的方法给找出来，进而为光谱分析中第三元素干扰的校正提供重要的参考。

1 光谱分析简介

因为每种原子都具有自己的特征谱线，所以可以依照光谱来对物质进行鉴别并且将其化学组成给确定下来。所谓的光谱分析就是指依照物质的光谱来对物质进行鉴别并且确定其相对含量以及化学组成的方法。光谱分析具有众多优点，比如说：迅速、灵敏等。在历史上通过光谱分析发现了许多的新元素，比如说：氦、铯、铷等。依照分析原理可以将光谱分析分为两种，分别是：吸收光谱与发射光谱。依照被测成分的形态也可以将光谱分析分为两种，分别是：分子光谱分析与原子光谱分析，如果光谱分析的被测成分是原子则称为原子光谱分析，而如果被测成分为分子则称为分子光谱分析。

2 光谱分析中第三元素干扰的简要分析

2.1 光谱分析中第三元素干扰产生的原因分析

通常而言，光谱分析过程中应该是对被分析元素谱线和基体元素谱线之间的光强比值予以直接的测定，在光谱分析过程中，如果第三元素的含量出现较大的变化，会使得基体元素的含量也出现较大的变化，因为基体元素含量对基体元素谱线光强具有重大的影响，所以基体元素含量的较大变化，必然会致使基体元素谱线的光强出现较大的变化。所以，即使是对被测元素含量相近甚至相同但是第三元素含量相差较大的样品进行光谱分析时，样品的光强比也会存在较大的差别，不可能位于工作曲线之中的同一个点之上。在光谱分析过程中，第三元素的谱线或许会和被分析元素的谱线十分接近甚至重合，仅仅有入射狭缝是不可能将这两个谱线给分开的。这就会使得进入光电倍增管之中的不仅仅包括分析元素的谱线，而且还会有别的元素的谱线，这就导致了第三元素叠加干扰的形成。因为光线分析过程中第三元素的含量出现变化，这就容易致使分析尖峰的温度与金属蒸汽成分也发生相应的变化，进而对被测元素的谱线强度产生严重的影响，导致光谱分析的结果出现一定偏差。除此之外，如果第三元素干扰的含量较高，必然会使得内标线的读数也较高，二者会使得全部分析元素的光强比降低，从而致使光谱分析的结果较低，有失准确性。

2.2 光谱分析中第三元素干扰的类型

通过一系列的调查研究发现，在光谱分析之中第三元素干扰的类型主要有两种，分别是：乘积干扰以及加和干扰，下面将分别对这两种干扰类型进行简要的介绍。

2.2.1 加和干扰

如果在光谱分析过程之中，被测元素受到第三元素含量不断变化的影响或者受到重合或者靠近的另一条谱线的影响时，会使得其工作曲线出现平行移动情况，可以将干扰系数用F表示，其表示公式为：

F=（I测量-I真实）/C

在上述公式之中，I测量就是指分析元素测量的光强，而I真实指的是分析元素的真实光强，C指的是干扰元素的百分含量。

在开展工作曲线的绘制时，或者开展元素的计算与分析时，其所应用的光强值都是通过第三元素校正之后所得的光强值。可以用下列公式予以表示。

I校正=I测量-FC

在上述公式之中，I校正指的是对分析元素进行干扰校正之后的光强值。

2.2.2 乘积干扰

在高合金钢之中乘积干扰的表现最为突出。因为干扰元素的含量较高，所以其在金属蒸汽之中的浓度较大，这就致使分析元素光强会随干扰元素含量所出现的变化而呈现出近似比的关系。比如说：在不锈钢之中的Ni与Cr元素，其会对W、Al以及Si产生一定的干扰，如果用公式来对干扰的系数进行表示，可以表示为：

M=（1-I真实/I测量）/C

I校正=I测量（1-MC）

在公式之中的各种变量所代表的相应意义在上文之中都有所介绍，具体的可以参考上文。

3 光谱分析中第三元素干扰系数的确定

通常而言，在进行炉前取样的时候，都应用铝来作为脱氧剂。因此，含量不同的铝会对硫以及碳产生不同的干扰情况，下面文章将通过铝对硫以及碳产生的干扰的相关分析，对在光谱分析中怎样将第三元素干扰系数确定下来进行简要介绍。

首先应该选择适当的分析仪器：通常而言，在确定光谱分析之中的第三元素干扰系数时应该采用KH-3光源以及SPECTROVAC 1000型真空直读光谱仪。然后确定适当的分析条件：在光谱分析过程中应该确定银电极，把分析间隙设定为5mm，控制间隙设定为10mm，激发流量为每分钟81，氩气冲洗流量为每分钟101，确定积分时间为10秒，预燃时间为6秒，冲洗时间为3秒。除此之外，还应该选取含量在0.70%～2.00%范围之中的不同梯度的十几块试样，并且运用CS-444将试样之中的硫与碳的百分含量给准确的测量出来。

根据含铝量的多少将所选试样逐个在光谱仪上进行分析，将试样的硫、碳百分含量给测试出来。通过对试样所测的硫、碳结果我们能够分析出，若铝的含量较低，这时应用CS-444以及光谱仪所测得的值较为接近。但是在试样的铝含量较高的时候，CS-444所测得的试样硫、碳值较之于光谱仪要低，这个时候根据下列公式可以得出校正系数：

校正系数=（未消除干扰的分析值-真实值）/干扰元素的含量（单位为%）

在得出校正系数之后还需要对试样继续的进行激发，在CS-444测量得到的硫、碳值再次低于光谱仪所得的值时，仍根据上述公式对校正系数进行修改。对这样过程不断的重复操作，直到试样被全部激发出来为止，然后还应该将铝含量在不同范围之中的各自校正系数给求出来。

除此之外，应该予以注意的是：这里所讨论的第三元素干扰是从广义上而言的，其包括许多方面的内容，比如说：基体的稀释、光谱线的重叠以及物理过程等导致的分析结果的变化，但是并不包括分析物质进到分析间隙的方法、光源参数的改变、分析试样结构的改变等元素对分析结果产生的影响。所以，在开展实验的时候，试样的分析物质进到分析间隙的方法、光源参数以及试样的结构等内容都是固定的。因为工作曲线并非线形，在不同区域之中干扰元素产生的光强对应的含量也是有所区别的，所以，在工作曲线的不同范围之中干扰系数也是不同的。在实际的分析过程之中，一个分析元素往往会受到许多第三元素的干扰，但是各个干扰元素都可以根据上文论述的方法来求得其干扰系数，然后总的干扰情况则是各元素干扰系数所累加形成的。

4 结束语

综上所述，在发射光谱分析过程之中，要想彻底避免元素干扰问题是不现实的，在中高合金之中尤为如此，因为干扰元素与基体元素的变化范围都很大，要想彻底将第三元素干扰给消除掉是绝对不可能的，但是若选择适当的干扰系数，仍然可以得到较为满意而且准确的结果。当前我国光谱分析中第三元素干扰的校正仍然存在一些问题，这些问题的解决需要相关人员予以不懈的努力。

参考文献

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