引 言
不銹鋼因具備焊接性良好、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫、力學(xué)性能優(yōu)異的特性，在制造業(yè)、建筑、食品加工、醫(yī)療器械等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。不銹鋼不生銹的核心原因是其表面形成了一層致密的氧化鉻鈍化膜，這層膜能有效隔絕氧氣、水分等腐蝕介質(zhì)與內(nèi)部金屬基體的接觸，從而阻止氧化反應(yīng)的發(fā)生。 這一機制依賴于不銹鋼中鉻元素的含量(通常需≥12.5%)，以及鎳等元素的協(xié)同作用。部分劣質(zhì)不銹鋼為降低成本，降低鉻、鎳含量并增加錳，導(dǎo)致鈍化膜不完整或易失效，從而生銹。人們長期過量攝入錳，可能會造成“錳”中毒現(xiàn)象，故用于食品接觸材料的不銹鋼中錳含量通常低于2%，另國標(biāo)規(guī)定食品接觸用不銹鋼材料的錳遷移量必須低于2mg/kg。
小tips：
如果你家買的不銹鋼餐具用了一段時間生銹了，那么足以證明這是劣質(zhì)的不合格不銹鋼餐具，其中的鉻含量不達標(biāo)。對于消費者而言，應(yīng)優(yōu)先選擇304、316食品級不銹鋼材質(zhì)的保溫杯/水壺/餐具，避免201材質(zhì)。
不銹鋼中的元素組成對不銹鋼材料的性能和安全有極其重要的影響。這些元素的準確測定對于不銹鋼材料的生產(chǎn)和研發(fā)有著重要的指導(dǎo)作用。
檢測難點：
• 主含量元素(鉻鎳)準確度要求極高，要求設(shè)備具有極佳的穩(wěn)定性；
• 主含量元素含量高(達20%)，要求設(shè)備具有較高的線性范圍；
• 鐵鎳基體光譜干擾嚴重，雜質(zhì)元素的檢測需要設(shè)備有極佳的光學(xué)分辨率；
• 雜質(zhì)元素如磷元素，因磷 213.6nm存在較強的光譜干擾，需要使用遠紫外區(qū)波長磷178.2nm，要求設(shè)備遠紫外區(qū)譜線靈敏度高。
NIST譜庫中磷元素譜線(點擊查看大圖)
賽默飛iCAP PRO系列電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀針對不銹鋼中主量和雜質(zhì)元素的檢測可實現(xiàn)簡單快速的測定。
方案亮點：
• iCAP PRO系列ICPOES具有高靈敏度和寬線性范圍，采用不銹鋼固體標(biāo)準物質(zhì)制作標(biāo)準曲線，簡單快捷，可實現(xiàn)不銹鋼中高低含量元素同時測定；
• 檢測器高達0.002nm的像素分辨率，可以更好的減少鐵鎳基體的光譜干擾；
• 遠紫外區(qū)優(yōu)異的靈敏度，磷元素178.2nm譜線儀器檢出限可達μg/L級;
• 精密恒溫光路系統(tǒng)，全三路精密質(zhì)量流量計設(shè)計，配合垂直炬雙向觀測進樣系統(tǒng)和空氣動力學(xué)設(shè)計雙層炬室，儀器長時間穩(wěn)定性優(yōu)異(4小時長穩(wěn)RSD<1%)；
• 所有元素濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(r²>0.999)，固體標(biāo)準物質(zhì)測試值均在證書值范圍，主含量元素鉻鎳2小時RSD小于0.3%。
方案細節(jié)展示
? 標(biāo)液配制和樣品前處理
標(biāo)液配制：為減少基體干擾，采用5種不同含量的固體標(biāo)準物質(zhì)溶解后制作標(biāo)準曲線。
樣品制備：準確稱取約0.1000克樣品于石英燒杯中，用少量水潤濕后，加入4ml (1+1)王水(1體積硝酸，3 體積鹽酸, 4體積水)，在電熱板上低溫加熱直至樣品全部溶解至澄清狀態(tài)，待樣品冷卻后轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中并定容。
? 儀器參數(shù)
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? 波長選擇和相關(guān)系數(shù)R
不銹鋼因合金元素種類多基體較復(fù)雜，光譜干擾嚴重，應(yīng)盡量選擇干擾較小的譜線，如下圖，磷應(yīng)優(yōu)先選擇178.284nm。
不銹鋼基體中磷元素譜圖(213.618nm)
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不銹鋼基體中磷元素譜圖(178.284nm)
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波長推薦和對應(yīng)相關(guān)系數(shù)：
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? 國家固體標(biāo)準物質(zhì)檢測結(jié)果
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? 穩(wěn)定性實驗
實驗選取材字不銹鋼標(biāo)準物質(zhì)(單位：%)，測定2小時，每20分鐘測定一次，共測定7次，計算相對標(biāo)準偏差。高含量鉻鎳的相對標(biāo)準偏差<0.3%。
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總 結(jié)
賽默飛iCAP PRO系列電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，測試單個樣品可在1.5分鐘之內(nèi)即可完成進樣和數(shù)據(jù)采集，樣品測試穩(wěn)定性好，準確度高，精準保障不銹鋼材料的“不銹”和安全。
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