由于直讀光譜是一種相對的分析方法,必須先繪制出可靠的標(biāo)準(zhǔn)曲線才可能到可靠的分析結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作可以有多種方式,常見的有校準(zhǔn)曲線法、控制試樣法、持久曲線法等。
(1)校準(zhǔn)曲線法 校準(zhǔn)曲線法一般多采用擬合(二次或三次方程)來近似表示,也有用折線法。
a.當(dāng)元素的含量較低時,可用V-c或-cx等。制作校準(zhǔn)曲線。對較高濃度范圍的元素,可用雙對數(shù)lgV-lgC或lg等一lgcx。制作校準(zhǔn)曲線獲得比較好的分析準(zhǔn)確度和yS精密度。一般要求至少三個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),因此又稱為三標(biāo)準(zhǔn)試樣法。
b.二次方程組或三次方程組?,F(xiàn)代的直讀光譜一般都配備計算機(jī),譜線強(qiáng)度與分析物濃度的關(guān)系可直接根據(jù)實(shí)驗曲線進(jìn)行擬合,并用多項式表示。在含量較低時,分析物濃度與電壓的關(guān)系,可用下式表示:
c=α+βV+γV2(8-6)
式中c——元素濃度;
V——積分電容器電壓讀數(shù);
α,β,γ,——待定常數(shù),可通過實(shí)驗用三個標(biāo)樣來確定,即c和V為已知后解三元一次方程組。
當(dāng)曲線為非平滑曲線時,可用三次或更高次方程擬合。
c.折線法。指用折線方法來近似給出一條平滑曲線,很顯然,折線越多,越能與實(shí)際曲線接近。一般采用5~10段就可滿足。
(2)控制試樣法 在實(shí)際工作中,由于分析試樣和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的冶金過程(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)多為鍛造和軋制,而分析試樣多為澆鑄狀態(tài))和某些物理狀態(tài)的差異,常使校準(zhǔn)曲線發(fā)生變化。為避免試樣冶金狀態(tài)變化給分析帶來的影響,常用一個與分析試樣的冶金過程和物理狀態(tài)相一致的控制試樣,用于控制分析試樣的分析結(jié)果。即把校準(zhǔn)曲線通過控制試樣平移。
(3)持久曲線法 使用三標(biāo)準(zhǔn)試樣法方法雖然能保持分析條件完全一致,分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠,但每次分析都需激發(fā)一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品,重新繪制校準(zhǔn)曲線,不僅費(fèi)時費(fèi)力,標(biāo)樣損耗也大,因此常采用持久曲線法。持久曲線法就是待測元素的工作曲線預(yù)先準(zhǔn)備好以后,就認(rèn)為工作曲線是持久不變的。實(shí)際上,工作曲線受很多因素的影響,造成曲線的移動和轉(zhuǎn)動,如外界環(huán)境的變化(如溫度、濕度、氳氣壓力等變化),會使譜線發(fā)生位移;在直讀光譜儀器中,電極狀態(tài)的變化、電源波動等會使校準(zhǔn)曲線發(fā)生平移或轉(zhuǎn)動。為了把標(biāo)準(zhǔn)曲線恢復(fù)到原來工作曲線上來,需要用標(biāo)準(zhǔn)化樣品對儀器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校正。
通常在每天分析前需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,即使儀器性能穩(wěn)定,每天至少也要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。對中低合金鋼而言,8h標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行一次;對高合金鋼而言,每冶煉分析一爐鋼時,必須事前進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
標(biāo)準(zhǔn)化分為兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)和單點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)分析工作中,以低濃度區(qū)為主時,就使用兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化,因為背景可能占信號一部分。如果分析工作中,其背景不占主要因素的濃度區(qū),一點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化就可以了。兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化樣品中的元素含量,在曲線上、下限附近的兩點(diǎn),能夠校正工作曲線的斜率或截距。而單點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化樣品,要求各元素的含量接近曲線的上限。但只能校正曲線的斜率變化。
在實(shí)際工作中兩點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化就是用兩塊標(biāo)鋼(高標(biāo)、低標(biāo))進(jìn)行校正。高標(biāo)和低標(biāo)之間的含量相差要大一些,否則容易帶來標(biāo)鋼不穩(wěn)定造成曲線的轉(zhuǎn)動和移動。對于很多鋼種使用單點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化是非常簡單的,因為單點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)樣品在日常生產(chǎn)中容易得到,也比較方便。
(4)其它方法 對于一些高合金(如黃銅、不銹鋼等)試樣,即使是使用控制內(nèi)標(biāo)線強(qiáng)度來進(jìn)行自動曝光測量的方法,也會因為基體成分變化大,使結(jié)果發(fā)生偏離,因此常采用基體校正法、100%總和校正法、誘導(dǎo)含量法等方法進(jìn)行校正。在無標(biāo)準(zhǔn)樣品的情況下,直讀光譜的定量是困難的。