金属材料分析原理与技术

　　《金属材料分析原理与技术》阐述了金属材料化学成分的测试方法及其原理和应用，分别为：重量分析法、滴定分析法、紫外可见分光光度法、电化学分析、原子发射光谱分析、原子吸收光谱分析、原子荧光光谱分析、X射线荧光光谱分析、质谱分析、离子色谱分析、金属中气体分析等。编写出版的目的是：整理和汇集所积累的金属材料成分分析方面的科学技术知识和实践经验，为冶金工作者、金属材料使用者和理化测试人员提供技术支持，为广大读者普及金属材料理化测试的基础知识，并为他们解惑释疑。分析化学是人们获得物质分析组成、结构和信息的科学，即表征与测量的科学。现代分析化学是科技和经济建设的基础，是衡量科技发展和国力强弱的重要标志。金属材料化学分析则是从金属物料（矿石、矿物、中间产物和产品等）中获取化学组成、存在形态和信息的技术，为工业科技和生产服务，也是衡量工业科技和生产水平的重要标志。过去的十年，时逢世纪新旧交替、国家深化改革以及分析化学第三次变革，金属材料化学分析也因此经历了一个迅速发展的过程。《金属材料分析原理与技术》不仅概述了各种分析手段的原理、仪器结构，还介绍了各种分析手段的应用实例，因此《金属材料分析原理与技术》还可作为金属材料成分分析人员的培训教材，为金属材料分析测试人员培训起到重要的作用。

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第1章 称量分析法1
1.1 称量分析法特点1
1.2 称量分析法分类1
1.2.1 沉淀法1
1.2.2 电解法1
1.2.3 汽化法2
1.3 称量分析对沉淀的要求2
1.3.1 对沉淀形的要求2
1.3.2 对称量形的要求3
1.4 沉淀的溶解度及其影响因素3
1.4.1 溶解度和溶度积3
1.4.2 影响沉淀溶解度的因素4
1.5 沉淀的类型和形成8
1.5.1 沉淀的类型8
1.5.2 沉淀的形成8
1.6 沉淀条件的选择10
1.6.1 晶形沉淀的沉淀条件10
1.6.2 非晶形沉淀的沉淀条件10
1.6.3 均相沉淀法11
1.7 影响沉淀纯度的因素11
1.7.1 共沉淀12
1.7.2 后沉淀13
1.7.3 提高沉淀纯度的方法14
1.8 沉淀剂14
1.8.1 无机沉淀剂14
1.8.2 有机沉淀剂15
1.9 称量分析操作技术17
1.9.1 沉淀的过滤和洗涤17
1.9.2 烘干或灼烧19
1.10 称量分析计算和应用20
1.10.1 称量分析结果的计算20
1.10.2 有色金属材料分析测试中称量法的应用实例21
1.10.3 称量法在金属材料分析测试中的应用28
参考文献32
第2章 滴定分析34
2.1 概述34
2.1.1 滴定分析的特点和分类34
2.1.2 滴定分析对化学反应的要求和滴定方式34
2.1.3 滴定分析基本操作35
2.1.4 滴定分析的有关计算36
2.2 酸碱滴定法38
2.2.1 基本理论和原理38
2.2.2 酸碱滴定法的应用46
2.3 络合滴定51
2.3.1 基本理论和原理51
2.3.2 络合滴定方式及提高络合滴定的选择性57
2.3.3 络合滴定法的应用60
2.4 氧化还原滴定法76
2.4.1 基本理论和原理77
2.4.2 常用氧化还原滴定方法81
2.4.3 氧化还原滴定法在金属材料分析中的应用91
2.5 沉淀滴定法104
2.5.1 银量法104
2.5.2 钡盐沉淀滴定法106
2.5.3 沉淀滴定法的应用106
参考文献107
第3章 紫外可见分光光度法110
3.1 分光光度法的基本原理110
3.1.1 物质对光的选择性吸收110
3.1.2 分子吸收光谱的形成111
3.1.3 光吸收定律112
3.1.4 工作曲线115
3.1.5 灵敏度的表示方法116
3.2 测量吸光度的方法和仪器118
3.2.1 测量吸光度的方法118
3.2.2 测量条件的选择119
3.2.3 分光光度计的构造120
3.2.4 分光光度计的分类125
3.2.5 典型分光光度计介绍126
3.3 显色反应和显色条件的选择130
3.3.1 显色反应130
3.3.2 显色条件的选择131
3.3.3 显色剂134
3.3.4 多元络合物及其在分光光度分析中的应用140
3.4 分光光度分析方法及应用143
3.4.1 微量组分的测定143
3.4.2 差示分光光度法145
3.4.3 光度滴定法147
3.4.4 双波长分光光度法149
3.4.5 导数分光光度法152
3.4.6 催化分光光度法155
3.4.7 络合物组成的测定158
3.4.8 摩尔吸光系数的测定161
3.5 有色金属材料分析测试中常用分光光度方法的应用实例162
3.5.1 硅钼蓝分光光度法测定铝合金中硅162
3.5.2 铬天青S氯化十四烷基吡啶分光光度法测定镁及镁合金中铝163
3.5.3 磷钼蓝分光光度法测定铜及铜合金磷164
3.5.4 新亚铜灵分光光度法测定铝及铝合金中铜166
3.5.5 二安替匹林甲烷分光光度法测定铝合金中钛167
3.5.6 次甲基蓝分光光度法测定钛合金中硼168
3.5.7 硫氰酸盐差示分光光度法测定镍合金中钼169
3.5.8 二甲酚橙分光光度法测定铌合金中锆170
3.5.9 氯磺苯酚S分光光度法测定钛合金中铌170
3.5.10 苯基荧光酮分光光度法测定铝及铝合金中锡171
3.6 分光光度法在有色金属材料分析测试中的应用173
3.6.1 铝合金173
3.6.2 铜合金178
3.6.3 镁合金184
3.6.4 镍合金187
3.6.5 钛合金190
3.6.6 锆合金193
3.6.7 钒合金196
3.6.8 铌合金198
参考文献199
第4章 电化学分析201
4.1 概论201
4.2 电位分析法202
4.2.1 原理202
4.2.2 直接电位法213
4.2.3 电位滴定法228
4.3 电解法和库仑分析法238
4.3.1 电解分析法238
4.3.2 库仑分析法250
参考文献267
第5章 原子发射光谱分析268
5.1 概述268
5.2 原理269
5.2.1 原子的壳层结构269
5.2.2 光谱项与能级图269
5.2.3 光谱谱线的产生270
5.2.4 谱线强度271
5.2.5 发射光谱定性及定量分析原理271
5.3 分析仪器273
5.3.1 激发光源273
5.3.2 分光系统276
5.3.3 检测器280
5.4 直流电弧原子发射光谱应用282
5.4.1 定性分析282
5.4.2 定量分析286
5.4.3 光谱分析中的干扰及消除291
5.4.4 发射光谱定量分析常用方法293
5.5 火花源原子发射光谱应用300
5.5.1 直读光谱分析常用的几种激发光源300
5.5.2 其他分析条件的选择303
5.5.3 仪器系统组成304
5.5.4 光电直读光谱仪基本公式308
5.5.5 分析元素的实用工作曲线的做法309
5.5.6 分析元素的工作曲线标准化309
5.5.7 光电直读光谱分析的方法311
5.5.8 光电直读光谱分析条件的选择313
5.5.9 标准样品和分析样品316
5.5.10 光电直读光谱分析的不确定度317
5.5.11 仪器安装和维修318
5.5.12 光电直读光谱法在有色金属材料分析测试中的应用实例321
5.6 电感耦合等离子体发射光谱应用333
5.6.1 ICPAES概述333
5.6.2 仪器335
5.6.3 ICP仪器的日常维护338
5.6.4 电感耦合等离子体光谱技术在有色金属分析中的应用339
参考文献364
第6章 原子吸收光谱分析368
6.1 概述368
6.2 原子吸收光谱分析的基本原理371
6.2.1 基态原子和激发态原子371
6.2.2 吸收线373
6.2.3 谱线变宽373
6.2.4 积分吸收374
6.2.5 锐线光源、峰值吸收与朗伯比耳定律375
6.3 原子吸收分光光度计376
6.3.1 光源376
6.3.2 火焰原子化器380
6.3.3 石墨炉原子化器381
6.3.4 光学系统383
6.3.5 信号检测和数据处理系统385
6.3.6 原子吸收分光光度计的类型386
6.3.7 原子吸收分光光度计的性能评价388
6.3.8 仪器的使用与维护391
6.4 火焰原子吸收光谱分析392
6.4.1 火焰原子化过程392
6.4.2 火焰的性质和种类395
6.4.3 最佳仪器条件的选择396
6.4.4 干扰及其消除方法398
6.5 石墨炉原子吸收光谱分析406
6.5.1 石墨炉原子化406
6.5.2 石墨炉测定条件的选择407
6.5.3 基体干扰410
6.5.4 基体改进技术411
6.6 背景吸收和背景校正413
6.6.1 背景吸收413
6.6.2 背景校正方法414
6.7 氢化物的发生原子吸收分析418
6.7.1 氢化物的发生418
6.7.2 氢化物的原子化419
6.7.3 发生氢化物原子吸收分析的干扰420
6.7.4 汞的冷蒸气原子吸收法420
6.8 火焰光度分析421
6.9 原子吸收分析的定量方法422
6.9.1 标准曲线法422
6.9.2 标准加入法424
6.9.3 应用例425
参考文献431
第7章 原子荧光光谱分析432
7.1 概述432
7.2 原子荧光的类型433
7.2.1 共振荧光433
7.2.2 非共振荧光434
7.2.3 反斯托克斯荧光435
7.2.4 敏化荧光435
7.3 原子荧光强度和定量分析的基本公式435
7.4 氢化物发生437
7.5 氢化物原子荧光光谱仪438
7.5.1 光源438
7.5.2 氢化物发生器439
7.5.3 原子化器440
7.5.4 检测器440
7.6 应用441
7.6.1 发生条件441
7.6.2 干扰及其消除442
7.6.3 应用例445
参考文献451
第8章 X射线荧光光谱分析452
8.1 X射线的物理学及X射线荧光分析基本知识452
8.1.1 X射线荧光分析法的优点452
8.1.2 X射线荧光分析法的缺点453
8.1.3 X射线荧光分析法基本术语453
8.2 X射线荧光分析仪和测量条件的决定454
8.2.1 X射线荧光仪介绍454
8.2.2 X射线荧光仪测量条件的决定457
8.3 X荧光光谱分析应用及原理458
8.3.1 X荧光光谱分析可完成的工作458
8.3.2 应用实例459
参考文献463
第9章 质谱分析464
9.1 电感耦合等离子体质谱464
9.1.1 概论464
9.1.2 ICPMS分析方法的特点465
9.1.3 ICPMS基本原理及仪器结构465
9.1.4 ICPMS质谱干扰及其克服技术466
9.1.5 ICPMS非质谱干扰及其克服技术470
9.1.6 半定量分析472
9.1.7 ICPMS常用定量分析方法472
9.1.8 ICPMS中的进样技术与联用技术473
9.1.9 ICPMS在有色金属材料分析中的应用474
9.2 辉光质谱分析492
9.2.1 概论492
9.2.2 辉光放电基本原理494
9.2.3 辉光放电质谱仪496
9.2.4 半定量和定量分析497
9.2.5 应用500
参考文献506
第10章 离子色谱分析512
10.1 离子色谱原理512
10.1.1 离子交换色谱（HPIC）513
10.1.2 离子排斥色谱（HPIEC）517
10.1.3 离子对色谱（MPIC）518
10.2 离子色谱仪器结构519
10.2.1 离子色谱输液系统519
10.2.2 离子色谱色谱柱520
10.2.3 离子色谱常用检测器522
10.2.4 离子色谱数据处理系统523
10.3 离子色谱样品的前处理524
10.3.1 样品的消解525
10.3.2 样品的净化527
10.4 离子色谱的应用528
10.4.1 无机阳离子检测528
10.4.2 无机阴离子检测529
10.5 离子色谱联用技术及应用530
10.5.1 IC联用技术530
10.5.2 应用实例531
参考文献532
第11章 金属中气体分析534
11.1 金属中气体分析的原理534
11.1.1 金属中气体分析的基础知识534
11.1.2 金属中气体分析的一般方法537
11.1.3 金属中气体分析的常用检测器538
11.2 金属中气体分析的常用方法及仪器装置540
11.2.1 金属中氢的测定540
11.2.2 金属中氧的测定541
11.2.3 金属中氮的测定543
11.2.4 金属中碳的测定545
11.2.5 金属中硫的测定549
11.3 金属中气体分析在有色金属材料中的实际应用551
11.3.1 铝及铝合金552
11.3.2 海绵钛、钛及钛合金552
11.3.3 钴、镍及其合金553
11.3.4 铜及铜合金554
11.3.5 锆及锆合金555
11.3.6 钒及钒合金556
11.3.7 铌、钽及合金557
11.3.8 钨钼及其合金558
11.3.9 稀土金属559
11.3.10 锡精矿559
参考文献560