ICS 77.080.01 H 11
C
中华人民共和国国家标准
GB/T14203—2016 代替GB/T14203—1993
火花放电原子发射光谱分析法通则
General rules for spark discharge atomic emission spectrometry
2016-11-01实施
2016-02-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准花管理委员会 发布 GB/T14203—2016
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
原理仪器设备材料
4 5 6
7 样品 8 取样及制样方法 9 测量条件的设置 10 定量分析方法 11 仪器的选择和安装条件。 12 准确度（正确度和精密度） 13 分析误差及其监控 14 安全防护
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12 GB/T142032016
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T14203—1993《钢铁及合金光电发射光谱分析法通则》。与GB/T14203—1993
相比较，除编辑性修改外主要技术内容变化如下：
一标准名称改为《火花放电原子发射光谱分析法通则》；一原“1主题内容与适用范围”改为“1范围”，并修改了本章内容；一删除原“2通则提要”章节，并将内容并人第1章；
-增加了“2规范性引用文件”的章节及内容；增加了“3术语和定义”的章节及内容；增加了“4原理”的章节及内容，删除了原“3.1概要”中仪器原理的描述；原“3”，现为“5仪器设备”，将本章分为“5.1仪器”和“5.2附属装置”两节，并将原“图1光电发射光谱分析仪的构成”以仪器组成框图代替。“5.1仪器”又分为“5.1.1激发系统”“5.1.2光学系统”“5.1.3测光系统”和"5.1.4控制系统”四条，其中原“3.1.1光源发生器”和“3.1.2光源的电极架部分”在“5.1.1激发系统”中进行描述，并删除了原标准光源发生器中有关发生器类型的描述及示意图；原"3.2.3聚光装置”和"3.2.4分光器”在“5.1.2光学系统”中进行描述；原“3.2.5 测光装置”改为“5.1.3测光系统”，分“5.1.3.1光电转换检测器”和"5.1.3.2数据处理系统”两部分进行描述；“5.2附属装置”中描述了“供气装置”“取样设备”“制样设备”及“小样品夹具”的内容；删除了原“4取样、制样的用具和机械”章节及内容； -原“5.2控制气氛的气体”改为“6.2气体”，增加了氩气纯度的要求；一 原“7样品的制备”改为“8取样及制样方法”，并修改本章内容；原“8测量操作及定量分析方法”分解为“9测量条件的设置”和“10定量分析方法”两章。第9 章中原标准光室内压力“保持在2.67×105Pa以下”，改为“符合设备要求”，并增加了对充气型光室的要求及描述；第10章分为“分析线的选择”“内标的选择”“谱线干扰及校正”“校准”“样品分析”“定量值的表示方法”五部分进行描述；原“9仪器的选择和设置”改为“11仪器的选择和安装条件”，并修改部分内容； -增加“12准确度（正确度和精密度）”章节，描述了引起准确度差异的因素；原“10”，现为“13”，将“连续重复精度”改为“短期精密度”、“断续重复精度”改为“长期精密度”，
-
并短期精密度和长期精密度进行规定；删除了原标准中“再现精度”的内容；原“11”，现为“14”，增加“气体使用注意事项”和“样品制备注意事项”的相关内容。
一
本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢铁标准化技术委员会（SAC/TC183)归口。 本标准起草单位：钢铁研究总院、武汉钢铁（集团)公司、宝钢集团有限公司、鞍钢股份有限公司、江
苏兴海特钢有限公司、钢研纳克检测技术有限公司。
本标准主要起草人：贾云海、杨敬巍、罗倩华、沈克、王晗、于媛君。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T14203—1993。
Ⅱ GB/T 14203—2016
火花放电原子发射光谱分析法通则
1范围
本标准规定了火花放电原子发射光谱法的术语和定义、原理、仪器设备、材料、样品、取样及制样方
法、测量条件的设置、定量分析方法、仪器的选择和安装条件、准确度、分析误差及其监控、安全防护。
本标准适用于火花放电原子发射光谱分析方法的应用、研究、人员培训等
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T6379.1测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第1部分：总则与定义 GB/T6379.6 测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第6部分：准确度值的实际应用 GB/T13962 光学仪器术语 GB/T13966 分析仪器术语 GB/T14666 分析化学术语 GB/T20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法
3术语和定义
GB/T13962、GB/T13966和GB/T14666界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
样品电极 sample cathode 在样品分析中，被分析的样品是作为放电对中的阴极使用的，称为样品电极。
3.2
对电极 counterelectrode 在放电过程中，与样品电极相对的、被加以高压的阳极部分。
3.3
火花放电 spark discharge 在样品电极和对电极之间形成的分析间隙中产生的非连续放电。放电电流由周期性充电电容提
供。在火花激发引燃后形成放电，在比火花持续时间更短的时间内，分析间隙之间的电压从起始电容电压到低的燃烧电压。因此，同电弧相比，火花可以基本上认为是断续的电弧，具有高的起始电流（或峰值电流）以及短的工作周期（燃烧时间与非燃烧时间比率）。 3.4
极距规analyticalgapgauge 用以确定对电极与样品电极间距离的量具。
3.5
描迹profile 通过调整光学系统内准直镜、人射狭缝、光栅等任一光学部件位置，以获得最佳发光强度的过程。
1 GB/T14203—2016
3.6
光室opticschamber 用于放置将复合光分解成单色光的光学元件的腔体。
3.7
预燃 preburn 在测量光谱强度之前所进行的一系列火花放电。目的在于去除氧气等具有吸收谱线强度特性的气
体，同时，产生局部重熔，改善样品待测部位的结构，以减少样品因结构差异产生的影响。 3.8
积分integrate 在一定时间内，检测器接收发光强度的过程。
3.9
独立测量 independentmeasurement 对样品激发一次，获得1个独立测量结果的过程。
3.10
校准 calibrate 建立被分析元素的含量与仪器测量的发光强度之间对应关系的过程。
3.11
校准曲线 calibrationcurve 表示样品中元素含量与仪器测量的该元素发光强度间关系的方程式或函数曲线。
3.12
标准化 standardization 将仪器的发光强度调整到建立原始校准曲线时发光强度的过程。
3.13
标准化样品 standardization sample 用于进行标准化修正的均匀样品。标准化样品至少要覆盖每个元素的校准曲线的高、低含量段。
标准化样品数量要尽可能少，以减少标准化时间。 3.14
整体标准化 global standardization 通过测量标准化样品的元素强度，对同一基体多个分析程序的原始校准曲线的全范围进行修正的
方法。 3.15
控制样品 control sample 与分析样品组织结构类似、化学成分相近且有准确赋值的均匀样品，可以用于类型标准化修正。
3.16
类型标准化 typestandardization 通过测量控制样品的元素强度，对原始校准曲线的有限区域范围进行修正的方法。
4原理
将制备好的金属块状样品在火花光源的作用下与对电极之间发生放电，在高温和惰性气氛中产生等离子体。被测元素的原子被激发时，电子在原子内不同能级间跃迁，当由高能级向低能级跃迁时产生特征谱线。通过确定这种特征谱线的波长和强度，可对各元素进行定性和定量分析。
2 GB/T 14203—2016
5仪器设备 5.1仪器
仪器由激发系统、光学系统、测光系统和控制系统组成，如图1所示。
激发系统 光学系统 测光系统
控制系统
图1火花放电原子发射光谱仪器组成
5.1.1激发系统 5.1.1.1光源发生器
光源发生器是产生火花放电，使试样通过放电，从而蒸发、激发发光的装置。 5.1.1.2发光部件
发光部件是使被分析样品激发并发光的部分，由火花室、样品电极和对电极组成。 火花室与光室连接，有一电极架用于装载块状样品、棒状样品和对电极。火花室的供气系统能置换
分析间隙和聚焦透镜之间的空气，并为分析间隙提供所需的气体气氛。
样品电极和对电极作为一对电极使用，通过工作气体的离子使样品激发发光。 5.1.2光学系统
光学系统的作用是将被激发样品发出的不同波长的复合光进行色散变成单色光。光学系统的主要组成包括聚焦透镜、人射狭缝系统、分光元件和出射狭缝系统。 5.1.2.1聚焦透镜
把光源的光聚集起来，并使之射人光室的装置。一般使用单透镜成像法。 单透镜成像法是在入射狭缝的前面放置一个聚光透镜。使光源的光聚集起来，均匀照射于人射狭
缝上，并在准直镜上形成光源的像。 5.1.2.2 2入射狭缝系统
由人射狭缝和调节其位置的装置组成。狭缝宽度一般使用固定宽度。 5.1.2.3分光元件
分光元件通常有光栅和棱镜两类，一般使用光栅。采用光栅的光学系统中，不同的光栅可采用不同的光学结构。凹面光栅可采用帕邢-龙格装置法、伊格尔装置法等，平面光栅可采用艾伯特装置法。通常采用帕邢-龙格装置法，如图2所示。 GB/T14203—2016
检测器
1
?
1.1..7.
聚焦透镜
凹面光栅
入射获缝
光源
图2 2帕邢-龙格型分光系统结构图
5.1.2.4-出射狭缝系统
由出射狭缝、反射镜和石英折射片组成。出射狭缝一般使用固定宽度。根据干扰线对分析线的影响程度，来确定出射狭缝的宽度。
注：光学系统的元件并不都是必须的，不作为仪器厂商生产仪器的限制条件。 5.1.3测光系统
测光系统由光电转换检测器和数据处理系统组成，是用光电法来测量各元素的谱线发光强度，并将其测光读数换算成为元素百分含量表示出来 5.1.3.1光电转换检测器
将人射光转换成与光强度对应的电信号的装置。目前常用的光电转换检测器是光电倍增管 (PMT)和电荷耦合器件(CCD)。 5.1.3.2数据处理系统
对光电转换检测器获得的信号进行增益、分离及数据处理后，将分析元素的信号以特定的格式进行表示。数据处理系统通常带有背景校正、基体校正、干扰校正、内标元素校正等功能，可提高测量结果的精密度。 5.1.4控制系统
控制系统可自动向光谱仪器各部分发出动作指令，完成整个分析过程，并使仪器保持稳定状态。 5.2附属装置 5.2.1供气装置
通常包括气体减压表、气体容器以及用于提高工作气体纯度的气体净化器。 5.2.2取样装置
从铁水和钢水中取样时使用的模具。有钢制、铸钢制、铸铁制和铜制的模具，或石墨、耐火材料制的模具。也有用水冷却的模具。模具得到的样品有圆锥台形、圆柱形、饼状或棒状等。选择模具的材质和形状要考虑能获得均匀的分析样品，同时避免对样品造成污染，易浇注和取出。
4 GB/T 14203—2016
5.2.3制样设备
通常使用高速切割机、金属切削机床等切割金属固体样品。使用电动磨床、铣床、砂纸磨盘、砂带研磨机等，将试样放电面加工成具有一定光洁度平面。研磨材料有氧化铝和碳化硅等。 5.2.4小样品夹具
小样品夹具可使小直径的棒状样品、薄板样品等易于直接装在电极架上。在使用小样品夹具进行分析时，应采取必要措施，避免因分析条件不同产生的分析结果偏差。
6材料
6.1对电极
对电极一般使用直径为4mm～8mm，长30mm～150mm的钨、银、石墨和铜等的圆棒，其一端制成可以得到稳定放电的圆锥形状。也可使用直径1mm的平头钨电极。电极的材质及纯度，一般应根据分析目的加以选择。实验室应根据具体情况确定更换对电极的时间。 6.2气体
控制分析间隙气氛的气体可以用氩气或混合气体。在真空型火花放电原子发射光谱中，样品的放电发光通常在高纯氩气流中进行。由于氩气中存在的氧、碳氢化合物和水分等，会影响测量结果，因此，应使用杂质气体含量尽可能少的高纯氩气，保证氩气的纯度不小于99.995%，且火花室内氩气的压力和流量应保持恒定。
7样品
7.1标准样品
标准样品是为绘制校准曲线使用的，其化学性质和组织结构应与分析样品相近似，应涵盖分析元素的含量范围，并保持适当的梯度，分析元素的含量系用准确可靠的方法定值。
在标准样品系列不适当的情况下，分析结果会产生偏差，因此对标准样品的选择应充分注意。在绘制校准曲线时，通常使用几个分析元素含量不同的标准样品作为一个系列，其组成和冶炼过程最好与分析样品近似。 7.2标准化样品
标准化样品是用来修正由于各种原因引起的仪器测量值对校准曲线的偏离而使用的。标准化样品应均匀并能得到稳定的谱线强度。 7.3控制样品
控制样品应与分析样品具有相近的化学成分和组织结构。有时市售控制样品因与分析样品的冶炼过程不同对分析结果产生影响。控制样品可取自熔融状金属铸模成型或金属成品。对自制的控制样品，在确定标准值时，应注意标准值定值误差；在冶炼控制样品时，应适当规定各元素含量，使各样品的基体成分大致相等。 7.4分析样品
分析样品应根据分析目的，在能代表平均化学成分的部位进行取样。
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