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高溫石墨化爐
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石墨爐常見故障的原因及排除

2021-02-03 18:20:14

(1)影響石墨爐分析重現(xiàn)性的四要素口訣:

①樣品的前處理的徹底不徹底?

②升溫程序設置的合理不合理?

③進樣器調(diào)整的合適不合適?

④石墨管的性能完好不完好?

3100度石墨化爐

(2)石墨管的影響因素:

①綜上所述、石墨管的性能及狀態(tài)的好壞直接影響樣品測試的重現(xiàn)性;對應于某一型號的儀器而言它所使用的石墨管不但外形尺寸要一致,同時其阻值R也要一致(Z-2000原吸所使用的石墨管的阻值為30毫歐姆)。這是因為石墨爐電源目前一般均是恒流源供電方式,也就是說,一旦某個溫度程序固定下來,石墨爐的供電電流I也就相應不變了,因此石墨管熱功率P=I2×R;從公式可以看出石墨管阻值R的變化直接影響到熱功率P。

當石墨管使用到一定次數(shù)后,其管壁變薄、阻值增大,管子內(nèi)外壁產(chǎn)生“蜂窩”狀的物理變化;此時石墨管產(chǎn)生的溫度遠遠高于原設定值;當發(fā)生這種情況時,的不利因素是:在灰化階段石墨管的實際溫度高于原設定溫度,而一些低溫元素(如Pb,Cd等)往往在此階段會造成“灰化損失”,致使吸光值下降,這是石墨爐分析時*常見的也是*讓分析者忽略的一個故障。此外、由于內(nèi)管壁呈現(xiàn)蜂窩狀,樣品注入后容易浸入到管子深部,其共存物和待測元素在灰化、原子化、清除階段時不易完全被燒出或解離,因而會產(chǎn)生記憶效應。

②另外一種情況是,石墨管的外觀及阻值并無太大變化,但是因為樣品中的酸度過高或使用的基體改進劑濃度過大,使熱解型石墨管進樣口附近的涂層被破壞,所以在進樣時,進樣針稍有不正,即進樣針未能與進樣口形成同心圓,樣品很容易被吸附掉一部分;同樣影響測試的重現(xiàn)性。

③還有一種隱性故障是:由于酸度或改進劑的作用使熱解管內(nèi)壁的涂層“爆皮兒”,這個皮兒正好處于光路當中,并在載氣的擾動下擺動,位置時時發(fā)生變化,這就直接影響了測試的重現(xiàn)性;而此種隱性故障往往不易被發(fā)現(xiàn),只有取下管子朝亮處觀察才能發(fā)現(xiàn);

(3)石墨環(huán)的影響因素:
當石墨管的空白值過高,且空燒數(shù)次無效,而更換新管后改觀不大時,往往是石墨環(huán)被樣品污染所致;由于升溫程序設置的不合理,樣品在干燥或灰化時被濺射到石墨環(huán)內(nèi)孔壁上;由于石墨環(huán)在升溫時本身的溫度不高(電阻值太小之故),其濺射在環(huán)內(nèi)的樣品不能被燒出,隨著時間的推移,殘存物逐漸積累在環(huán)內(nèi)壁上,故每當空燒或原子化時殘存的物質(zhì)就因石墨管的遠紅外作用被烘烤出來,參與測定值的計算,造成測量誤差。此外、當附著物過厚時,還會使石墨管與石墨環(huán)的接觸不良,造成在原子化的開始瞬間石墨管先從兩端發(fā)亮(因此兩端接觸阻值較大之故)。

由于石墨環(huán)的價格較貴,除了更換新的石墨環(huán)的措施外,還可以試試重新清洗石墨環(huán)。方法是:

①將被污染的石墨環(huán)連同石墨電極一起取下,注意不能將石墨環(huán)單獨取出;因為石墨環(huán)一旦從電極中取出就再不能裝回去,原因是二次裝入后會造成石墨環(huán)與電極接觸不良而發(fā)生接觸面打火(加熱電流太大之故)。

②用乙醇棉簽反復擦拭石墨環(huán)與石墨管的結合部。

③找一只一端完整的舊石墨管(當然新管),用拇指和食指夾住石墨管一端,將完整的另一端垂直放入石墨環(huán)中,手指做往復捻動(類似鉆木取火狀)直至石墨環(huán)接口處光亮為止

④*后用乙醇棉簽反復清潔石墨環(huán)被研磨的部位即可。

上述清洗方法同樣適用于其他結構類似的原子吸收儀器上。

(4)石墨爐測定時,過高的“假背景”吸收問題:
在石墨爐分析中,有時發(fā)現(xiàn)在原子化時背景值很高,在清除階段更高,似乎存在一個很高的背景吸收,而實際樣品中沒有這樣高的背景;并且隨著石墨爐溫的逐漸降低,這個背景值需要很長時間逐漸返回到基線(即零)位置,

產(chǎn)生這種故障的原因一般有兩個:

①石墨電極由于密封不嚴或安裝不到位致使冷卻循環(huán)水從進出口處滲漏到載氣管路中去了,這些微量的水分被載氣帶到石墨電極內(nèi)壁上,在原子化的瞬間這些水分迅速低變成了水蒸氣并被吸附在石英窗上(因石英窗溫度低)造成了一個假的背景吸收,隨著時間的推移,這些附著在石英窗上的水汽逐漸被蒸發(fā)干凈,所以背景基線又返回到零點。判斷方法:清除階段結束后,將石英窗取下,觀察石英片上有無水汽。解決辦法:更換電極底部進水口處的橡膠密封圈或添繞生膠帶。

②石墨爐體偏離了光軸;在原子化開始時背景(蘭線)并無多大,但原子化結束后背景卻突然變得很高,直到升溫結束時背景才逐漸恢復到零點。產(chǎn)生這個故障的原因是:石墨管與陰極燈發(fā)出的光束不在一個同心圓里;石墨管受熱膨脹后會產(chǎn)生延伸,這個延伸可達1毫米,當石墨管沒有偏離光軸時,即管子與光軸保持同心圓狀態(tài),這個延伸不會對吸光值產(chǎn)生影響;可是當石墨管偏離光軸時,管子因受熱延伸就會產(chǎn)生物理性質(zhì)的擋光,就會產(chǎn)生一個“假背景”,管子延伸的程度越大,假背景值越大。有時石墨管本身質(zhì)量(如替代品)不好也會產(chǎn)生類似故障(參看圖-8左側圖,紅色為樣品的原子化吸收信號,藍色的是假背景信號)

③判斷方法:取下石墨管,觀察左側石墨環(huán)上的陰極燈的光斑是否與石墨環(huán)保持同心圓。

解決方法:重新調(diào)整石墨爐平臺的四只水平螺絲。(由于調(diào)整步驟較為復雜,在此就不作詳細介紹了)

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