金屬研究方法

㈠ 液態金屬的研究

和簡單的非金屬液體有許多共同點，20世紀60年代以來對它研究較多。但人們對它的結構細節仍不清楚。熔融金屬的X射線或中子散射可得其徑向分布函數g(r)，李中它在平均意義上描述熔體結構。當r<σ(σ為原子有效直徑,圖1)，g(r)=0，說明原子似硬球，不能互相貫穿，r大於2～3nm時，原子完全無規排列,g(r)→1。原子周圍最近鄰的原子數叫配位數Z，其中ρ0是熔體粒子數密度。絕大多數金屬熔化時體積約增大5%，原子序數Z減小，金屬鍵不變。少數「反常金屬」察穗（如Ga、Ge、Bi、Sb等）熔化時體積約收縮5%，Z增加，共價鍵部分地變為金屬鍵。各種金屬熔化後結構趨於相近，Z在9～12左右。熔體的Z和r1隨溫度上升而稍改變，但g(r)基本特點不變。
液態金屬可看作由正離子流體和自由電子氣組成的混合物。自由電子受到「贗原子」（它由正離子和起屏蔽作用的自由電子雲組成）的很弱的勢作用。兩個正離子間，除了直接的靜電排斥勢外，還有一種間接的通過自由電子氣而相互作用的勢，上述兩種勢的疊加稱為原子-原子的有效勢φ(r)。理論分析指出：φ(r)在長程內有振盪（圖2）。人們已建立聯系φ(r)和g(r)的積分方程，可以從φ(r)求解g(r)，或敗擾卜從g(r)求期φ(r)。用「硬球模型」可很好地闡明液態金屬的結構和某些熱力學性質。倘若取φ(r)為「硬球勢」，並配以合適的硬球直徑，同樣能得到與實驗一致的g(r)。通過傅里葉變換由衍射強度求得的g(r)總有一定誤差，人們至今不能肯定或否定熔體φ(r)振盪的存在。

㈡ 測量材料磁性，在金屬材料研究中有哪些

微量金屬的金屬測定在國外早就開始進行了測定，但是國內目前還是處在研究的初級階段，技術方面還是不如國外先進，但是我們也開始向智能化方向發展了，磁性金屬物測定儀主要就是對金屬進行測定的。主要是想通過一些有機物質對金屬的合成，然後再通過我們的超強分辨力將色譜進行分離檢測。從而達到一次同時測定幾種元素的目的。因此尋找更高效能的金屬贅合劑, 分辨能力更強的固定相,選擇性更強及靈敏度較高的鑒測器,將是本法今後研究的主要課題。當這些問題解決以後,微量金屬的氣相色譜法將可能比其它的儀器方法更為優越,它將可能成為這些元素的例行測定法。這就大大地擴展了氣相色譜的應用范圍,充分發揮它在分析工作中的作用。
近年來高速液相色譜用於微量金屬的分離和測定也有報道。中國科學院蘭州化學物理所提出以15~35um聚苯乙烯型磺酸基強陽離子作固定相,藝0.18M酒石酸鈉一o.01M酒石酸與0.01M氯化鈉作移數弊動相來分離重金屬離子,以庫侖鑒測器檢測,在55分鍾內可分離銅、汞、鋅、鎳、鉛、鑽、鎬等金屬離子,在一個柱子中一次可以同時分離並監測多種離子,這給操作者帶來很大的方便。作者還應用了和上面近似的方法分離了鹼土金屬和稀土元素,並且都能得到比較滿意的結果。
這些技術今後在金屬的分離和側定上將會得到廣泛的應用。被的氣相色譜法是測定被的二種新方法。近年來對於尿、血等生物樣品以及月球、隕石、空氣、水中微量被的氣相色譜法國內外都進行了研究。中國科學院環境化學研究所「介紹在含被的水溶液中,用醋酸鈉為緩沖液,以EDTA掩蔽其它金屬離子,在PHS~6時用0.15M 三氟乙酞丙酮苯溶液萃取15分鍾,以o.IN氫氧化鈉洗滌含被一三氟乙酸丙酮鰲合物的苯萃取液,然後注入氣相色譜儀進行色譜測定。色譜柱用於金屬的氣相色譜測定的柱子,多採用玻璃或不銹鋼製成。玻璃柱在高溫使用時密封比較困難,它適宜在較低的溫度使用。不誘鋼柱子更為普遍使用,它已成功地用於分亭銅、鎳、鉻、把、被、鋁等金屬鰲合物。聚四氟乙稀柱子也有人使用。一般銅或鋁材料製成的柱子在金屬測定上應避免使用。
氣相色譜法過去大多用於有機物的測定。近十多年來,由於對金屬日一二酮類鰲合物的研究,發現此類化合山兆物在揮發性和熱穩定性方面適用於氣相色譜的要求。同時,具有高靈敏度,選擇性較強的各種鑒測器也相繼出現。因此日一二酮類鰲合物的無機氣相色譜法,在微量金屬元素的分析上很快地得到了發展和應用。金屬氣相色譜法的原理是在適當的條件下,金屬離子和某種有機化合物生成能被薯唯族溶劑萃取的金屬贅合物,經色譜柱分離後再用鑒測器進行測定,因此尋找高效能的金屬鰲合劑是本法必須首先解決的問題。

㈢ 研究金屬材料有哪些分析測試技術希望答的全面一些，並說明哪些是最基礎的。

觀察顯微組織：
1.光學顯微鏡OM放大倍數在10-5000倍之間，可以看出金屬材料內部晶粒的形狀和大小，並測出晶粒的直徑，
2.掃描電鏡.英文縮寫SEM 放大倍數可以高達幾萬倍，可以觀察到微米級別的甚至納米級別的內部結構。觀察內部組織，晶粒形狀和大小，可以觀察表面不平整的金屬內部結構，觀察金屬斷裂斷口。
3.XRD X-ray diffraction X射線衍射儀 可以用來測量晶粒直徑在幾納米-50nm之間的晶粒直徑，可以分析枳構。
4.TEM 透射電鏡，可以用來觀察位錯密度，觀看衍射斑，測出大角度晶界和小角度晶界。可觀測到的晶粒尺寸更小，可觀察納米級別晶粒。
力學性能：
使用萬能材料試驗機可以生成應力應變曲線測出材料的：彈性極限，屈服強度，斷裂強度，延伸率。
洛式硬度儀，布氏硬度測試金屬材料的硬度。

㈣ 金屬腐蝕研究方法有哪幾部分組成

金屬腐蝕研究方法有3部分組成：

1、化學腐蝕：指氧化劑和金屬表面接觸，發生化學反應導致的腐蝕。 如鐵在潮濕環境中生銹。

2、生物腐蝕：指由各種微生物的生命活動引起的腐蝕。

3、電化學腐蝕：是金屬指發生電化學反應導致的腐蝕。如形成銅、鋅原電池。

縫隙腐蝕

在電解液中，金屬與金屬或金屬與非金屬表面之間構成狹窄的縫隙，縫隙內有關物質的移動受到了阻滯，形成濃差電池，從而產生局部腐蝕，這種腐蝕被稱為縫隙腐蝕。縫隙腐蝕常發生在設備中法蘭的連接處，墊圈、襯板、纏繞與金屬重疊處，它可以在不同的金屬和不同的腐蝕介質中出現，從而給生產設備的正常運行造成嚴重障礙，甚至發生破壞事故。

以上內容參考：網路-金屬腐蝕

㈤ 深部金屬礦的主要地球物理勘探方法有哪些，其優缺點是哪些

方法：重力勘探、電法勘探、地震勘探。
重力勘探
地球物理勘探方法之一。是利用組成地殼的各種岩體、礦體間的密度差異所引起的地表的重力加速度值的變化而進行地質勘探的一種方法。它是以牛頓萬有引力定律為基礎的。只要勘探地質體與其周圍岩體有一定的密度差異，就可以用精密的重力測量儀器（主要為重力儀和扭秤）找出重力異常。然後，結合工作地區的地質和其他物探資料，對重力異常進行定性解釋和定量解釋，便可以推斷覆蓋層以下密度不同的礦體與岩層埋藏情況，進而找出隱伏礦體存在的位置和地質構造情況。
磁法勘探是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和礦石具有不同磁性，可以產生各不相同的磁場，它使地球磁場在局部地區發生變化，出現地磁異常。利用儀器發現和研究這些磁異常，進而尋找磁性礦體和研究地質構造的方法稱為磁法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之一。它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁測等。磁法勘探主要用來尋找和勘探有關礦產（如鐵礦、鉛鋅礦、銅錦礦等）；進行地質填圖；研究與油氣有關的地質構造及大地構造等問題。我國建國以來大多數鐵礦區、多金屬礦區及油氣田等都進行了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地質效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，國家已納入在全國范圍內進行系統測量的計劃，並已基本覆蓋了全國重要地區。
電法勘探
是根據岩石和礦石電學性質（如導電性、電化學活動性、電磁感應特性和介電性，即所謂「電性差異」）來找礦和研究地質構造的一種地球物理勘探方法。它是通過儀器觀測人工的、天然的電場或交變電磁場，分析、解釋這些場的特點和規律達到找礦勘探的目的。電法勘探分為兩大類。研究直流電場的，統稱為直流電法，包括有電阻率法、充電法、自然電場法和直流激發極化法等；研究交變電磁場的，統稱為交流電法，包括有交流激發極化法、電磁法、大地電磁場法、無線電波透視法和微波法等。按工作場所的差別，電法勘探又分為地面電法、坑道和井中電法、航空電法、海洋電法等。
地震勘探
是近代發展變化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激發的地震波在彈性不同的地層內傳播規律來勘探地下的地質情況。在地面某處激發的地震波向地下傳播時，遇到不同彈性的地層分界面就會產生反射波或折射波返回地面，用專門的儀器可記錄這些波，分析所得記錄的特點，如波的傳播時間、振動形狀等，通過專門的計算或儀器處理，能較准確地測定這些界面的深度和形態，判斷地層的岩性，是勘探含油氣構造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用於勘探煤田、鹽岩礦床、個別的層狀金屬礦床以及解決水文地質工程地質等問題。近年來，應用天然震源的各種地震勘探方法也不斷得到發展。

㈥ 金屬腐蝕的電化學研究方法有哪些

金屬的腐蝕有三類： 1、化學腐蝕：指氧化劑和金屬表面接觸，發生化學反應導致的腐蝕。 如鐵在潮濕環境中生銹。 2、生物腐蝕：指由各種微生物的生命活動引起的腐蝕。 3、電化學腐蝕：是金屬指發生電化學反應導致的腐蝕。如形成銅、鋅原電池。
研究方法：
1. 實驗普遍根據基本原理及總體設計路線通N具體實驗驗證測試數據析歸納總結……
2. 理論計算利用現代電腦技術再根據理論模型及其相關假設編程、計算、預測再配合實驗數據驗證、析、總結
3. 歸納已N實驗數據、已驗證數據等歸納總結別沒注意或發現特殊規律現代已經難撿漏前面研究員都聰明
4. 經驗根據產、實踐經驗積累總結些特別、專門技術專利能取經濟效益要足具慧眼

㈦ 重金屬形態的研究方法

從狹義上講，水、土中重金屬形態判握研究，指的是從分析化學的角度出發，去研究如何區別和測定在水、土壤環境中重金屬的不同形式，並利用這種形態分析去研究環境問題。重金屬形態的研究與分析方法目前尚無統一的劃分標准和分析程序，常根據研究的具體要求和實驗虛攜條件而定。掘譽慶通常使用陽極溶出法，0.45μm濾膜分離，Chelex-100樹脂柱和紫外光照一系列處理技術，可將重金屬區分為溶解態與顆粒態兩大類（用0.45μm孔徑濾膜）。在溶解態重金屬中再區分為不穩定態和穩定態、離子態和膠體態、有機態和無機態；把顆粒態重金屬再區分為可換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物態、成硫化合物和有機質結合態以及殘渣態等。國外有人將水體中Cu、Pb、Zn、Cd溶解態分離出9種形態。我國松花江和湘江等河流進行了重金屬的形態研究，弄清了上游與下遊河段的Cu有不同存在形態。

㈧ 土壤重金屬含量變化的研究方法

1.土壤重金屬來源及其預測方法

富含重金屬的土壤是引發土壤重金屬生態危害效應的物質基礎。礦化作用、富含重金屬的黑色岩系地層等特殊地質背景條件下發育形成的富含重金屬土壤，各種人類污染作用如礦山開發、金屬冶煉、污水灌溉、化肥和農葯施用、大氣干濕沉降、垃圾和污泥農用等人類活動不斷向土壤輸入重金屬元素，通過長期的累積同樣可以形成土壤重金屬富集異常區，這些地區是土壤重金屬生態風險預測評價的重點區域。

可以採取多種方法研究土壤重金屬的累積變化趨勢。

1）通量計演算法。即通過對研究區內灌溉水、化肥農葯、大氣干濕沉降等各種輸入端元，以及農田退水、作物收割帶出、水土流失、向地下的淋濾遷移等輸出端元的代表性樣品的監測采樣分析，計算土壤重金屬的輸入輸出通量及其凈增量，從而預測土壤重金屬含量變化趨勢。通量計演算法具有覆蓋面積廣、采樣測試工作量較小、可操作性較強、研究周期較短（根據1～2年的調查監測資料即可進行初步預測）的優點。但是，采樣分析涉及介質類型較多，要求監測點、樣品代表性強，各類樣品特別是水樣的采樣和分析質量要求高，當然，一次性采樣或監測時間過短（如大氣沉降）必然影響到研究成果的可信度。

2）動態監測法。即建立土壤環境地球化學監測網路，在監測點上重復採集分析土壤樣品，獲取土壤重金屬含量、土壤理化指標和重金屬存在形態的動態變化資料，確定重金屬累積與活化的變化規律，以監測數據為依據建立模型進行科學預測。其優點是數據資料及預測結果可信度較高，但是要達到預測目的需要進行長期的監測分析，研究周期長。

浙江省農業地質環境調查主要是利用了相隔10餘年的2次區域土壤地球化學調查資料，結合與區域土壤環境背景值調查、第二次土壤普查數據的對比，統計得出了土壤重金屬累積速率和土壤酸化趨勢。根據過去十多年間土壤重金屬累積與酸化速率，採用線性模型預測若干年後土壤重金屬含量、土壤酸鹼度值（見本章第三節），從而預測評價土壤環境質量及其生態風險。

2.土壤重金屬元素總量對可浸提量的影響

從已有研究成果來看，除了表生地球化學活動性較強的重金屬元素Cd之外，土壤中多數重金屬元素主要以活動性弱的殘渣態、有機結合態和鐵錳氧化態存在，而水溶態、離子交換態等活動態組分所佔的比例極小，並且從理論上講經由各種輸入途徑進入土壤的重金屬元素通過物理、化學、生物的復雜作用最終達到平衡時，也應該主要以穩定態存在，這就意味著盡管輸送進入土壤的重金屬總量很大，但實際產生危害作用的重金屬浸提量的增長幅度可能要小得多，即土壤重金屬生態危害作用與其污染程度（以重金屬總量衡量）並不一定相稱。

研究表明，土壤重金屬總量對其可浸提量有著顯著的影響。由表5-17可見，除了Hg和浙北、浙東地區的As之外，其他各種重金屬可浸提量與其總量間具有較好的相關性，多數情況下兩者間達到顯著正相關性，即土壤重金屬可浸提量隨總量的增加而線性增長。以浙北地區Pb為例，土壤中Pb可浸提量與全量的回歸方程為：

w（Pb_浸提量）=0.224×w（Pb_全量）-1.712

按照這一方程，假設污染影響下土壤Pb含量從25mg/kg上升為75mg/kg，則土壤中可浸提態Pb相應從3.88mg/kg上升為15.06mg/kg，顯然，土壤Pb污染的生態危害風險大大上升。

表5-17 浙北、浙東、浙中地區土壤重金屬全量與有效量相關系數

註：置信度為0.01時，顯著相關的臨界值為F₁₀₀=0.254。

由此推斷，盡管土壤重金屬生態危害程度與其總量不完全一致，但土壤重金屬總量的增長仍然是引發重金屬生態危害的物質基礎。本章第四節指出，浙北、浙東地區土壤中Cd、Cu、Pb、Zn等多數有害重金屬元素含量具有較快的累積富集趨勢，因此，土壤重金屬可浸提量及其生態危害風險也在增加。

㈨ 目前金屬表面檢測的主要方法有哪些

主流金屬製品表面缺陷在線檢測方法。
一、漏磁檢測
漏磁檢測技術廣泛應用於鋼鐵產品的無損檢測。其檢測原理是，利用磁源對被測材料局部磁化，如材料表面存在裂紋或坑點等缺陷，則局部區域的磁導率降低、磁阻增加，磁化場將部分從此區域外泄，從而形成可檢驗的漏磁信號。在材料內部的磁力線遇到由缺陷產生的鐵磁體間斷時，磁力線將會發生聚焦或畸變，這一畸變擴散到材料本身之外，即形成可檢測的磁場信號。採用磁敏元件檢測漏磁場便可得到有關缺陷信息。因此，漏磁檢測以磁敏電子裝置與磁化設備組成檢測感測器，將漏磁場轉變為電信號提供給二次儀表。
漏磁檢測技術的整個過程為：激磁-缺陷產生漏磁場-感測器獲取信號-信號處理-分析判斷。在磁性無損檢測中，磁化時實現檢測的第一步，它決定著被測量對象(如裂紋)能不能產出足夠的可測量和可分辨的磁場信號，同時也影響著檢測信號的性能，故要求增強被測磁化缺陷的漏磁信號。被測構件的磁化由磁化器來實現，主要包括磁場源和磁迴路等部分。因此，針對被測構件特點和測量目的，選擇合適的磁源和設計磁迴路是磁化器優化的關鍵。
漏磁檢測金屬表面缺陷的物理基礎使帶有缺陷的鐵磁件在磁場中被磁化後，在缺陷處會產生漏磁場，通過檢測漏磁場來辯識有無缺陷。因此，研究缺陷漏磁場的特點，確定缺陷的特徵，就成為漏磁檢測理論和技術的關鍵。要測量漏磁場，測量裝置須具有較高的靈敏度，特別是能測空間點磁場，還應有較大的測量范圍和頻帶；測量裝置須具有二維及三維的精確步進或調整能力，以確定感測器的空間位置；同時，應用先進的信號處理技術去除雜訊，確定實際的漏磁場量。Foerster，Athertion 已成功應用霍爾器件檢測缺陷，霍爾器件可在z—Y二維空間步進的最小間隔分別為2μm和0.1μm。
漏磁檢測不僅能檢測表面缺陷，且能檢測內部微小缺陷；可檢測到5X10mm。的微小缺陷；造價較低廉。其缺點是，只能用於金屬材料的檢測，無法識別缺陷種類。目前，漏磁檢測在低溫金屬材料缺陷檢測方面已進入實用階段。如日本川崎公司千葉廠於1993年開發出在線非金屬夾雜物檢測裝置；日本NKK公司福岡廠於同年研製出一種超高靈敏度的磁敏感測器，用於檢測鋼板表面缺陷。
二、紅外線檢測與技術
紅外線檢測是通過高頻感應線圈使連鑄板坯表面產生感應電流，在高頻感應的集膚效應作用下，其穿透深度小於1 mm，且在表面缺陷區域的感應電流會導致單位長度的表面上消耗更多電能，引起連鑄板坯局部表面的溫度上升。該升溫取決於缺陷的平均深度、線圈工作頻率、特定輸入電能，以及被檢鋼坯電性能、熱性能、感應線圈寬度和鋼運動速度等因素。當其它各種因素在一定范圍內保持恆定時，就可通過檢測局部溫升值來計算缺陷深度，而局部溫升值可通過紅外線檢測技術加以檢定。利用該技術，挪威Elkem公司於1990年研製出Ther—mOMatic連鑄鋼坯自動檢測系統，日本茨城大學工學部的岡本芳三等在檢測板坯試件表面裂紋和微小針孔的實驗研究中也利用此法得到較滿意的結果。
三、超聲波探傷技術
超聲波檢測是利用聲脈在缺陷處發生特性變化的原理來檢測。接觸法是探頭與工件表面之間經一層薄的起傳遞超聲波能量作用的耦合劑直接接觸。為避免空氣層產生強烈反射，在探測時須將接觸層間的空氣排除干凈，使聲波入射工件，操作方便，但其對被測工件的表面光潔度要求較高。液浸法是將探頭與工件全部浸入於液體或探頭與工件之間，局部以充液體進行探傷的方法。脈沖反射法是當脈沖超聲波入射至被測工件後，聲波在工件內的反射狀況就會顯示在熒光屏上，根據反射波的時間及形狀來判斷工件內部缺陷及材料性質的方法。目前，超聲波探傷技術已成功應用於金屬管道內部的缺陷檢測。
四、光學檢測法
機器視覺是以圖像處理理論為核心，屬於人工智慧范疇的一個領域，它是以數字圖像處理、模式識別、計算機技術為基礎的信息處理科學的重要分支，廣泛應用於各種無損檢測技術中。基於機器視覺的連鑄板坯表面缺陷檢測方法的基本原理是：一定的光源照在待測金屬表面上，利用高速CCD攝像機獲得連鑄板坯表面圖像，通過圖像處理提取圖像特徵向量，通過分類器對表面缺陷進行檢測與分類。20世紀70年代中期，El本Jil崎公司就開始研製鍍錫板在線機器視覺檢測裝置 。1988年，美國Sick光電子公司也成功地研製出平行激光掃描檢測裝置，用以在線檢測金屬表面缺陷。基於機器視覺的表面在線檢測與分類器設計的研究工作目前在國內尚處於起步階段。1990年，華中理工大學採用激光掃描方法測量冷軋鋼板寬度和檢測孔洞缺陷，並開發了相應的信號處理電路；1995年又研製出冷軋連鑄板坯表面軋洞、重皮和邊裂等缺陷檢測和最小帶寬測量的實驗系統。1996年，寶鋼與原航天部二院聯合研製出冷軋連鑄板坯表面缺陷的在線檢測系統，並進行了大量的在線試驗研究。近年來，北京科技大學、華中科技大學等也研製出較為實用化的在線檢測系統。
從檢測技術的觀點來看，基於機器視覺的鋼表面缺陷檢測系統面臨困境：①要求檢測到的缺陷的幾何尺寸越來越小，有的甚至小於0.1 mm；② 檢測對象可能處於運動狀態，導致採集的圖像抖動較大；③現場環境較惡劣，往往受煙塵、油污、溫度高等因素的影響，引起缺陷圖像信噪比下降；④表面缺陷的多樣性(如冷軋連鑄板坯表面可達100多種)，不同缺陷之間的光學特性、電磁特性不同；有的缺陷之間的差異不明顯。因此，基於機器視覺的連鑄板坯表面缺陷分類器要求具有收斂速度快、魯棒性好、自學習功能等特點。

㈩ 如何研究金屬材料用什麼儀器

如果研究材料的力學性能，伏敬就買材料拉伸機、壓力機、沖擊錘，等力學性能檢測設備。如果研究材料金相組織，就去買金相砂紙，很多等級，每級都買一點、試樣拋光機及相應則陸的拋光布、試劑等、顯微鏡、X光衍射機、等離子機等等。建一個完整的大型材料試驗室。再有如果想發缺盯慎明一些新材料，就建一個小型冶煉車間、鑄造車間、軋鋼車間、熱處理車間等等。