引言
材料的特性對(duì)于其在現(xiàn)代工業(yè)中的成功應(yīng)用至關(guān)重要。特殊的機(jī)械或化學(xué)性質(zhì)通常取決于材料中是否含有某些元素及其含量。由于大部分工程材料來(lái)自于冶金產(chǎn)品,因此掌握這些純金屬或合金中微量元素的濃度至關(guān)重要。例如用于航空航天工業(yè)的鎳合金,因其杰出的耐高溫和低蠕變的獨(dú)特性能,這些性能使得鎳合金成為制造渦輪葉片的理想材料。然而,控制鎳合金中的雜質(zhì)元素(例如硒)是至關(guān)重要的,因?yàn)檫@些雜質(zhì)可能會(huì)降低葉片的強(qiáng)度,從而導(dǎo)致葉片被壓裂,最終完全失效。
另一種重要的金屬是鋯,常被用于高溫或高腐蝕性的環(huán)境中。由于其中子俘獲的橫截面較低,鋯特別適用于制造核燃料棒的管狀包殼。核級(jí)鋯可以混合少量其它元素,例如錫、鈮、鉻或鎳,以提高其機(jī)械性能和耐腐蝕性。但必須避免鎘的存在,因鎘具有吸收中子的特性,即使在痕量水平下,也將降低核燃料棒管狀包殼的預(yù)期性能。如上所述,為了形成和保持材料的特殊性質(zhì),需要嚴(yán)格控制金屬中的雜質(zhì)元素。
除了一些可以直接對(duì)固體材料進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù),如激光燒蝕(LA)ICP-MS 或輝光放電質(zhì)譜(GD-MS),將金屬或合金溶解后測(cè)定也是分析雜質(zhì)元素的一種可行的方法。然而,由于金屬是高基體的樣品(通常高達(dá)1,000 ppm),因此在有光譜干擾的情況下,檢測(cè)痕量雜質(zhì)元素是具有挑戰(zhàn)性的。