铝、镁轻合金材料分析过程：直读光谱仪的妙用

用SPECTROMAXx直读光谱仪对国内外汽车零部件轻合金材料铝合金、镁合金的化学成分进行了测试研究，并对国内外汽车变速器上使用的轻合金材料牌号进行了测试。结果表明，SPECTROMAXx直读光谱分析法对轻合金材料的分析精度高，结果稳定可靠，测试范围广，分析速度快，操作简便。

目前，在汽车、航天、军工等各个领域大量使用轻合金材料，因此，准确快速测试轻合金材料铝合金、镁合金的化学成分显得尤为重要。用传统的化学分析方法分析速度慢，结果准确度低，对环境和人员的身心健康有危害，不能满足现代化生产的需要。本文用德国最新 SPECTROMAXx直读光谱仪对轻合金材料铝合金、镁合金的化学成分进行了测试与精度分析。

试验条件与步骤

直读光谱的分析原理
金属材料的原子在火花光源的激发下由固态变为气态的原子蒸气，气态原子的外层电子吸收能量后由低能态向高能态跃迁，由于外层电子在高能态时不稳定，瞬间又回到低能态，释放出的能量以光的形式表现出来，并满足普朗克公式。现代技术通过高性能CCD检测器精确测量原子的电子发出光的强度来测量原子的浓度。

试验条件
室内环境控制：温度18~ 25℃；湿度RH≤80%设备控制参数：UV-optic升至35℃左右；Optic 升至此30℃左右；氩气净化器工作温控升至250℃，氩气压力稳定至0.55 MPa。

试验方法
待设备的各项控制参数符合要求后，按照 SPECTROMAXx直读光谱仪作业指导书( QJJC-GC207 -2007)的操作方法，首先作智能逻辑ICAL校正，然后选择与要检测的试样相类似的标准样品作类型校正，并调用类型校正系数。上述各步骤控制参数正常后就可以进行测试。

试验结果

直读光谱仪对轻合金材料铝合金测试精度的试验

轻合金材料标样E513e分析数据

待设备的各项控制参数符合要求后，用轻合金材料铝合金YSRK01-2004( E513e)标样在直读光谱仪上连续分析11次，获得一组分析数据，见表。

直读光谱仪对轻合金材料铝合金测试精度的验证

对上表的分析数据进行数理统计，计算出直读光谱仪对轻合金材料铝合金的各元素的标准偏差S(xi)、相对标准偏差RSD(精度)，与设备保证精度RSD相比较，结果表明，直读光谱仪对轻合金材料铝合金的测试精度完全满意。计算结果见下表。

直读光谱对国内外汽车零部件轻合金材料铝合金、镁合金的测试结果

对国外汽车变速器上使用轻合金材料的测试结果

对德国ZF公司生产的最新产品16S汽车重型变速器_上使用轻合金材料的化学成分进行测试研究，发现轻合金材料在汽车变速器上获得更广泛的应用，如汽车变速器壳体材料原先的产品为灰铸铁，最新的产品已改为轻合金材料铝合金，这大大降低了变速器的自身重量。其他各种型号的豪华客车汽车变速器的上盖、后盖、端盖、段位锁壳体等零部件，轻合金材料也得到广泛应用，它们的化学成分测试结果见表。

对国内汽车 变速器上使用轻合金材料的测试结果

国内汽车变速器上使用的轻合金材料主要是变速器上盖后盖、端盖等零部件，其中大部分都为铝合金材料，但也有镁铝合金材料，镁铝合金是近年才在汽车变速器上得到应用。对国内生产汽车变速器零部件的轻合金材料进行了测试研究，结果见表。

直读光谱仪对轻合金材料测试可操作性试验

直读光谱仪对轻合金材料的分析完成“制样+分析+结果"整个过程，仅需3 min， 而传统的化学分析方法需要几天，显示直读光谱分析方法对轻合金材料的测试速度快，明显提高了工作效率，尤为适合批量样品的测试。

从上述的分析结果表明，直读光谱仪对轻合金材料的测试结果稳定，整个分析过程不受环境和人为因素的影响。

多重保护功能在直读光谱设备中普遍采用，使操作者身体得到保护。

通过对SPECTROMAXx直读光谱仪分析结果的数据进行一-系列数理统计，计算出设备分析精度RSD值，得出SPECTROMAXx直读光谱分析法对轻合金材料的分析精度高，结果稳定可靠。

本文试验证明，SPECTROMAXx直读光谱仪对轻合金材料铝合金、镁合金中的微量元素、常量元素都能准确分析，说明SPECTROMAXx直读光谱仪对轻合金材料的测试范围广。

直读光谱分析法对轻合金材料的分析速度快、操作简便。