根據(jù)
碳硫檢測(cè)儀器的測(cè)試原理,通過(guò)對(duì)碳元素和硫元素物理化學(xué)性質(zhì)的比較和分析,找出了元素硫比元素碳測(cè)定穩(wěn)定性差的原因,給出了提高硫元素測(cè)定穩(wěn)定性的建議。
碳元素和硫元素廣泛存在于金屬或非金屬等材料中,均是非金屬元素,它們的電負(fù)性相差不大(C:+2.5,S:+2.44)。
因此,在金屬或合金中能形成相應(yīng)的碳化物或硫化物。在高溫富氧條件下,分別被氧化成CO2和SO2。
C+O2=CO2↑
4Fe3C+13O2=6Fe2O3+4CO2↑
Mn3C+3O2=Mn3O4+CO2↑
3MnS+5O2=Mn3O4+3SO2↑
3FeS+5O2=Fe3O4+3SO2↑
CO2和SO2都是極性分子,具有永電偶極矩,同時(shí)具有振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等結(jié)構(gòu)。按照量子力學(xué)分裂的能級(jí),與入射的特征波長(zhǎng)紅外輻射耦合產(chǎn)生吸收,符合郎伯-比耳吸收定律:
I=I0exp(-ηPL)
式中:I0-入射光強(qiáng)
I-出射光強(qiáng)
η-吸收系數(shù)
P-該氣體的分壓強(qiáng)
L-分析池的長(zhǎng)度
測(cè)量經(jīng)吸收后紅外光的強(qiáng)度便能計(jì)算出相應(yīng)氣體的濃度。碳硫檢測(cè)儀器就是利用了CO2及SO2分別在4.26μm和7.40μm處,具有較強(qiáng)特征吸收帶這一特點(diǎn),通過(guò)測(cè)量氣體吸收光強(qiáng)來(lái)分析CO2和SO2含量,間接確定被測(cè)樣品中的碳元素和硫元素的百分含量。