碳硫檢測(cè)儀的原理就是將試樣在高溫爐中(如電阻爐也稱管式爐、電弧爐、高頻感應(yīng)燃燒爐等)通氧燃燒,生成并逸出CO2和SO2氣體,用此法實(shí)現(xiàn)碳硫元素與金屬元素及其化合物的分離,然后測(cè)定CO2和SO2的含量,再換算出試樣中的碳硫含量。
一般常用的測(cè)定方法有以下幾種:
紅外光度法:試樣中的碳、硫經(jīng)過(guò)富氧條件下的高溫加熱,氧化為二氧化碳、二氧化硫氣體。該氣體經(jīng)處理后進(jìn)入相應(yīng)的吸收池,對(duì)相應(yīng)的紅外輻射進(jìn)行吸收,由探測(cè)器轉(zhuǎn)發(fā)為信號(hào),經(jīng)計(jì)算機(jī)處理輸出結(jié)果。此方法具有準(zhǔn)確、快速、靈敏度高的特點(diǎn),高低碳硫含量均使用,采用此方法的碳硫檢測(cè)儀,自動(dòng)化程度較高,價(jià)格也比較高,適用于分析精度要求較高的場(chǎng)合。
容量法:常用的有測(cè)碳為氣體容量法和非水滴定法,測(cè)硫?yàn)榈饬糠?、酸堿滴定法。特別是氣體容量法測(cè)碳、碘量法定硫,既快速又準(zhǔn)確,是我國(guó)碳、硫聯(lián)合測(cè)定常用的方法,采用此方法的碳硫儀的精度,碳含量下限為0.050%,硫含量下限為0.005%,可滿足大多數(shù)場(chǎng)合的需要。
重量法:常用堿石棉吸收二氧化碳,由“增量”求出碳含量。硫的測(cè)定常用濕法,試樣用酸分解氧化,轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩猁},然后在鹽酸介質(zhì)中加入氯化鋇,生成硫酸鋇,經(jīng)沉淀、過(guò)濾、洗滌、灼燒,稱量后計(jì)算得出硫的含量。重量法的缺點(diǎn)是分析速度慢,所以不可能用于企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)碳硫分析,優(yōu)點(diǎn)是具有較高的準(zhǔn)確度,至今仍被國(guó)內(nèi)外作為標(biāo)準(zhǔn)方法推薦,適用于標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和研究機(jī)構(gòu)。
電導(dǎo)法:用電導(dǎo)法測(cè)定碳、硫,其特點(diǎn)是準(zhǔn)確,快速、靈敏。多用于低碳、低硫的測(cè)定。
碳硫檢測(cè)儀測(cè)定金屬中的碳、硫含量,還有ICP法、直讀光譜法、X光熒光法、質(zhì)譜法、色譜法、活化分析法等,各有其優(yōu)點(diǎn)和適用范圍。
鑒于碳硫含量對(duì)鋼鐵質(zhì)量和性能的重要作用,因此檢測(cè)鋼鐵中的碳硫含量,即碳硫分析具有重要意義。鋼鐵中的碳硫元素在高溫下(1200℃~1400℃)通氧燃燒,均能轉(zhuǎn)化為氣體,生成CO2和SO2,這就是碳硫檢測(cè)儀的理論基礎(chǔ)。