金属研究方法

㈠ 液态金属的研究

和简单的非金属液体有许多共同点，20世纪60年代以来对它研究较多。但人们对它的结构细节仍不清楚。熔融金属的X射线或中子散射可得其径向分布函数g(r)，李中它在平均意义上描述熔体结构。当r<σ(σ为原子有效直径,图1)，g(r)=0，说明原子似硬球，不能互相贯穿，r大于2～3nm时，原子完全无规排列,g(r)→1。原子周围最近邻的原子数叫配位数Z，其中ρ0是熔体粒子数密度。绝大多数金属熔化时体积约增大5%，原子序数Z减小，金属键不变。少数“反常金属”察穗（如Ga、Ge、Bi、Sb等）熔化时体积约收缩5%，Z增加，共价键部分地变为金属键。各种金属熔化后结构趋于相近，Z在9～12左右。熔体的Z和r1随温度上升而稍改变，但g(r)基本特点不变。
液态金属可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。自由电子受到“赝原子”（它由正离子和起屏蔽作用的自由电子云组成）的很弱的势作用。两个正离子间，除了直接的静电排斥势外，还有一种间接的通过自由电子气而相互作用的势，上述两种势的叠加称为原子-原子的有效势φ(r)。理论分析指出：φ(r)在长程内有振荡（图2）。人们已建立联系φ(r)和g(r)的积分方程，可以从φ(r)求解g(r)，或败扰卜从g(r)求期φ(r)。用“硬球模型”可很好地阐明液态金属的结构和某些热力学性质。倘若取φ(r)为“硬球势”，并配以合适的硬球直径，同样能得到与实验一致的g(r)。通过傅里叶变换由衍射强度求得的g(r)总有一定误差，人们至今不能肯定或否定熔体φ(r)振荡的存在。

㈡ 测量材料磁性，在金属材料研究中有哪些

微量金属的金属测定在国外早就开始进行了测定，但是国内目前还是处在研究的初级阶段，技术方面还是不如国外先进，但是我们也开始向智能化方向发展了，磁性金属物测定仪主要就是对金属进行测定的。主要是想通过一些有机物质对金属的合成，然后再通过我们的超强分辨力将色谱进行分离检测。从而达到一次同时测定几种元素的目的。因此寻找更高效能的金属赘合剂, 分辨能力更强的固定相,选择性更强及灵敏度较高的鉴测器,将是本法今后研究的主要课题。当这些问题解决以后,微量金属的气相色谱法将可能比其它的仪器方法更为优越,它将可能成为这些元素的例行测定法。这就大大地扩展了气相色谱的应用范围,充分发挥它在分析工作中的作用。
近年来高速液相色谱用于微量金属的分离和测定也有报道。中国科学院兰州化学物理所提出以15~35um聚苯乙烯型磺酸基强阳离子作固定相,艺0.18M酒石酸钠一o.01M酒石酸与0.01M氯化钠作移数弊动相来分离重金属离子,以库仑鉴测器检测,在55分钟内可分离铜、汞、锌、镍、铅、钻、镐等金属离子,在一个柱子中一次可以同时分离并监测多种离子,这给操作者带来很大的方便。作者还应用了和上面近似的方法分离了碱土金属和稀土元素,并且都能得到比较满意的结果。
这些技术今后在金属的分离和侧定上将会得到广泛的应用。被的气相色谱法是测定被的二种新方法。近年来对于尿、血等生物样品以及月球、陨石、空气、水中微量被的气相色谱法国内外都进行了研究。中国科学院环境化学研究所“介绍在含被的水溶液中,用醋酸钠为缓冲液,以EDTA掩蔽其它金属离子,在PHS~6时用0.15M 三氟乙酞丙酮苯溶液萃取15分钟,以o.IN氢氧化钠洗涤含被一三氟乙酸丙酮鳌合物的苯萃取液,然后注入气相色谱仪进行色谱测定。色谱柱用于金属的气相色谱测定的柱子,多采用玻璃或不锈钢制成。玻璃柱在高温使用时密封比较困难,它适宜在较低的温度使用。不诱钢柱子更为普遍使用,它已成功地用于分亭铜、镍、铬、把、被、铝等金属鳌合物。聚四氟乙稀柱子也有人使用。一般铜或铝材料制成的柱子在金属测定上应避免使用。
气相色谱法过去大多用于有机物的测定。近十多年来,由于对金属日一二酮类鳌合物的研究,发现此类化合山兆物在挥发性和热稳定性方面适用于气相色谱的要求。同时,具有高灵敏度,选择性较强的各种鉴测器也相继出现。因此日一二酮类鳌合物的无机气相色谱法,在微量金属元素的分析上很快地得到了发展和应用。金属气相色谱法的原理是在适当的条件下,金属离子和某种有机化合物生成能被薯唯族溶剂萃取的金属赘合物,经色谱柱分离后再用鉴测器进行测定,因此寻找高效能的金属鳌合剂是本法必须首先解决的问题。

㈢ 研究金属材料有哪些分析测试技术希望答的全面一些，并说明哪些是最基础的。

观察显微组织：
1.光学显微镜OM放大倍数在10-5000倍之间，可以看出金属材料内部晶粒的形状和大小，并测出晶粒的直径，
2.扫描电镜.英文缩写SEM 放大倍数可以高达几万倍，可以观察到微米级别的甚至纳米级别的内部结构。观察内部组织，晶粒形状和大小，可以观察表面不平整的金属内部结构，观察金属断裂断口。
3.XRD X-ray diffraction X射线衍射仪 可以用来测量晶粒直径在几纳米-50nm之间的晶粒直径，可以分析枳构。
4.TEM 透射电镜，可以用来观察位错密度，观看衍射斑，测出大角度晶界和小角度晶界。可观测到的晶粒尺寸更小，可观察纳米级别晶粒。
力学性能：
使用万能材料试验机可以生成应力应变曲线测出材料的：弹性极限，屈服强度，断裂强度，延伸率。
洛式硬度仪，布氏硬度测试金属材料的硬度。

㈣ 金属腐蚀研究方法有哪几部分组成

金属腐蚀研究方法有3部分组成：

1、化学腐蚀：指氧化剂和金属表面接触，发生化学反应导致的腐蚀。 如铁在潮湿环境中生锈。

2、生物腐蚀：指由各种微生物的生命活动引起的腐蚀。

3、电化学腐蚀：是金属指发生电化学反应导致的腐蚀。如形成铜、锌原电池。

缝隙腐蚀

在电解液中，金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙，缝隙内有关物质的移动受到了阻滞，形成浓差电池，从而产生局部腐蚀，这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的连接处，垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处，它可以在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现，从而给生产设备的正常运行造成严重障碍，甚至发生破坏事故。

以上内容参考：网络-金属腐蚀

㈤ 深部金属矿的主要地球物理勘探方法有哪些，其优缺点是哪些

方法：重力勘探、电法勘探、地震勘探。
重力勘探
地球物理勘探方法之一。是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。它是以牛顿万有引力定律为基础的。只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异，就可以用精密的重力测量仪器（主要为重力仪和扭秤）找出重力异常。然后，结合工作地区的地质和其他物探资料，对重力异常进行定性解释和定量解释，便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况，进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。
磁法勘探是地球物理勘探方法之一。自然界的岩石和矿石具有不同磁性，可以产生各不相同的磁场，它使地球磁场在局部地区发生变化，出现地磁异常。利用仪器发现和研究这些磁异常，进而寻找磁性矿体和研究地质构造的方法称为磁法勘探。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测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等）；进行地质填图；研究与油气有关的地质构造及大地构造等问题。我国建国以来大多数铁矿区、多金属矿区及油气田等都进行了大量的磁法勘探工作，取得了良好的地质效果。磁法勘探也是基本地球物理手段，国家已纳入在全国范围内进行系统测量的计划，并已基本覆盖了全国重要地区。
电法勘探
是根据岩石和矿石电学性质（如导电性、电化学活动性、电磁感应特性和介电性，即所谓“电性差异”）来找矿和研究地质构造的一种地球物理勘探方法。它是通过仪器观测人工的、天然的电场或交变电磁场，分析、解释这些场的特点和规律达到找矿勘探的目的。电法勘探分为两大类。研究直流电场的，统称为直流电法，包括有电阻率法、充电法、自然电场法和直流激发极化法等；研究交变电磁场的，统称为交流电法，包括有交流激发极化法、电磁法、大地电磁场法、无线电波透视法和微波法等。按工作场所的差别，电法勘探又分为地面电法、坑道和井中电法、航空电法、海洋电法等。
地震勘探
是近代发展变化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点，如波的传播时间、振动形状等，通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地层的岩性，是勘探含油气构造甚至直接找油的主要物探方法，也可以用于勘探煤田、盐岩矿床、个别的层状金属矿床以及解决水文地质工程地质等问题。近年来，应用天然震源的各种地震勘探方法也不断得到发展。

㈥ 金属腐蚀的电化学研究方法有哪些

金属的腐蚀有三类： 1、化学腐蚀：指氧化剂和金属表面接触，发生化学反应导致的腐蚀。 如铁在潮湿环境中生锈。 2、生物腐蚀：指由各种微生物的生命活动引起的腐蚀。 3、电化学腐蚀：是金属指发生电化学反应导致的腐蚀。如形成铜、锌原电池。
研究方法：
1. 实验普遍根据基本原理及总体设计路线通N具体实验验证测试数据析归纳总结……
2. 理论计算利用现代电脑技术再根据理论模型及其相关假设编程、计算、预测再配合实验数据验证、析、总结
3. 归纳已N实验数据、已验证数据等归纳总结别没注意或发现特殊规律现代已经难捡漏前面研究员都聪明
4. 经验根据产、实践经验积累总结些特别、专门技术专利能取经济效益要足具慧眼

㈦ 重金属形态的研究方法

从狭义上讲，水、土中重金属形态判握研究，指的是从分析化学的角度出发，去研究如何区别和测定在水、土壤环境中重金属的不同形式，并利用这种形态分析去研究环境问题。重金属形态的研究与分析方法目前尚无统一的划分标准和分析程序，常根据研究的具体要求和实验虚携条件而定。掘誉庆通常使用阳极溶出法，0.45μm滤膜分离，Chelex-100树脂柱和紫外光照一系列处理技术，可将重金属区分为溶解态与颗粒态两大类（用0.45μm孔径滤膜）。在溶解态重金属中再区分为不稳定态和稳定态、离子态和胶体态、有机态和无机态；把颗粒态重金属再区分为可换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物态、成硫化合物和有机质结合态以及残渣态等。国外有人将水体中Cu、Pb、Zn、Cd溶解态分离出9种形态。我国松花江和湘江等河流进行了重金属的形态研究，弄清了上游与下游河段的Cu有不同存在形态。

㈧ 土壤重金属含量变化的研究方法

1.土壤重金属来源及其预测方法

富含重金属的土壤是引发土壤重金属生态危害效应的物质基础。矿化作用、富含重金属的黑色岩系地层等特殊地质背景条件下发育形成的富含重金属土壤，各种人类污染作用如矿山开发、金属冶炼、污水灌溉、化肥和农药施用、大气干湿沉降、垃圾和污泥农用等人类活动不断向土壤输入重金属元素，通过长期的累积同样可以形成土壤重金属富集异常区，这些地区是土壤重金属生态风险预测评价的重点区域。

可以采取多种方法研究土壤重金属的累积变化趋势。

1）通量计算法。即通过对研究区内灌溉水、化肥农药、大气干湿沉降等各种输入端元，以及农田退水、作物收割带出、水土流失、向地下的淋滤迁移等输出端元的代表性样品的监测采样分析，计算土壤重金属的输入输出通量及其净增量，从而预测土壤重金属含量变化趋势。通量计算法具有覆盖面积广、采样测试工作量较小、可操作性较强、研究周期较短（根据1～2年的调查监测资料即可进行初步预测）的优点。但是，采样分析涉及介质类型较多，要求监测点、样品代表性强，各类样品特别是水样的采样和分析质量要求高，当然，一次性采样或监测时间过短（如大气沉降）必然影响到研究成果的可信度。

2）动态监测法。即建立土壤环境地球化学监测网络，在监测点上重复采集分析土壤样品，获取土壤重金属含量、土壤理化指标和重金属存在形态的动态变化资料，确定重金属累积与活化的变化规律，以监测数据为依据建立模型进行科学预测。其优点是数据资料及预测结果可信度较高，但是要达到预测目的需要进行长期的监测分析，研究周期长。

浙江省农业地质环境调查主要是利用了相隔10余年的2次区域土壤地球化学调查资料，结合与区域土壤环境背景值调查、第二次土壤普查数据的对比，统计得出了土壤重金属累积速率和土壤酸化趋势。根据过去十多年间土壤重金属累积与酸化速率，采用线性模型预测若干年后土壤重金属含量、土壤酸碱度值（见本章第三节），从而预测评价土壤环境质量及其生态风险。

2.土壤重金属元素总量对可浸提量的影响

从已有研究成果来看，除了表生地球化学活动性较强的重金属元素Cd之外，土壤中多数重金属元素主要以活动性弱的残渣态、有机结合态和铁锰氧化态存在，而水溶态、离子交换态等活动态组分所占的比例极小，并且从理论上讲经由各种输入途径进入土壤的重金属元素通过物理、化学、生物的复杂作用最终达到平衡时，也应该主要以稳定态存在，这就意味着尽管输送进入土壤的重金属总量很大，但实际产生危害作用的重金属浸提量的增长幅度可能要小得多，即土壤重金属生态危害作用与其污染程度（以重金属总量衡量）并不一定相称。

研究表明，土壤重金属总量对其可浸提量有着显着的影响。由表5-17可见，除了Hg和浙北、浙东地区的As之外，其他各种重金属可浸提量与其总量间具有较好的相关性，多数情况下两者间达到显着正相关性，即土壤重金属可浸提量随总量的增加而线性增长。以浙北地区Pb为例，土壤中Pb可浸提量与全量的回归方程为：

w（Pb_浸提量）=0.224×w（Pb_全量）-1.712

按照这一方程，假设污染影响下土壤Pb含量从25mg/kg上升为75mg/kg，则土壤中可浸提态Pb相应从3.88mg/kg上升为15.06mg/kg，显然，土壤Pb污染的生态危害风险大大上升。

表5-17 浙北、浙东、浙中地区土壤重金属全量与有效量相关系数

注：置信度为0.01时，显着相关的临界值为F₁₀₀=0.254。

由此推断，尽管土壤重金属生态危害程度与其总量不完全一致，但土壤重金属总量的增长仍然是引发重金属生态危害的物质基础。本章第四节指出，浙北、浙东地区土壤中Cd、Cu、Pb、Zn等多数有害重金属元素含量具有较快的累积富集趋势，因此，土壤重金属可浸提量及其生态危害风险也在增加。

㈨ 目前金属表面检测的主要方法有哪些

主流金属制品表面缺陷在线检测方法。
一、漏磁检测
漏磁检测技术广泛应用于钢铁产品的无损检测。其检测原理是，利用磁源对被测材料局部磁化，如材料表面存在裂纹或坑点等缺陷，则局部区域的磁导率降低、磁阻增加，磁化场将部分从此区域外泄，从而形成可检验的漏磁信号。在材料内部的磁力线遇到由缺陷产生的铁磁体间断时，磁力线将会发生聚焦或畸变，这一畸变扩散到材料本身之外，即形成可检测的磁场信号。采用磁敏元件检测漏磁场便可得到有关缺陷信息。因此，漏磁检测以磁敏电子装置与磁化设备组成检测传感器，将漏磁场转变为电信号提供给二次仪表。
漏磁检测技术的整个过程为：激磁-缺陷产生漏磁场-传感器获取信号-信号处理-分析判断。在磁性无损检测中，磁化时实现检测的第一步，它决定着被测量对象(如裂纹)能不能产出足够的可测量和可分辨的磁场信号，同时也影响着检测信号的性能，故要求增强被测磁化缺陷的漏磁信号。被测构件的磁化由磁化器来实现，主要包括磁场源和磁回路等部分。因此，针对被测构件特点和测量目的，选择合适的磁源和设计磁回路是磁化器优化的关键。
漏磁检测金属表面缺陷的物理基础使带有缺陷的铁磁件在磁场中被磁化后，在缺陷处会产生漏磁场，通过检测漏磁场来辩识有无缺陷。因此，研究缺陷漏磁场的特点，确定缺陷的特征，就成为漏磁检测理论和技术的关键。要测量漏磁场，测量装置须具有较高的灵敏度，特别是能测空间点磁场，还应有较大的测量范围和频带；测量装置须具有二维及三维的精确步进或调整能力，以确定传感器的空间位置；同时，应用先进的信号处理技术去除噪声，确定实际的漏磁场量。Foerster，Athertion 已成功应用霍尔器件检测缺陷，霍尔器件可在z—Y二维空间步进的最小间隔分别为2μm和0.1μm。
漏磁检测不仅能检测表面缺陷，且能检测内部微小缺陷；可检测到5X10mm。的微小缺陷；造价较低廉。其缺点是，只能用于金属材料的检测，无法识别缺陷种类。目前，漏磁检测在低温金属材料缺陷检测方面已进入实用阶段。如日本川崎公司千叶厂于1993年开发出在线非金属夹杂物检测装置；日本NKK公司福冈厂于同年研制出一种超高灵敏度的磁敏传感器，用于检测钢板表面缺陷。
二、红外线检测与技术
红外线检测是通过高频感应线圈使连铸板坯表面产生感应电流，在高频感应的集肤效应作用下，其穿透深度小于1 mm，且在表面缺陷区域的感应电流会导致单位长度的表面上消耗更多电能，引起连铸板坯局部表面的温度上升。该升温取决于缺陷的平均深度、线圈工作频率、特定输入电能，以及被检钢坯电性能、热性能、感应线圈宽度和钢运动速度等因素。当其它各种因素在一定范围内保持恒定时，就可通过检测局部温升值来计算缺陷深度，而局部温升值可通过红外线检测技术加以检定。利用该技术，挪威Elkem公司于1990年研制出Ther—mOMatic连铸钢坯自动检测系统，日本茨城大学工学部的冈本芳三等在检测板坯试件表面裂纹和微小针孔的实验研究中也利用此法得到较满意的结果。
三、超声波探伤技术
超声波检测是利用声脉在缺陷处发生特性变化的原理来检测。接触法是探头与工件表面之间经一层薄的起传递超声波能量作用的耦合剂直接接触。为避免空气层产生强烈反射，在探测时须将接触层间的空气排除干净，使声波入射工件，操作方便，但其对被测工件的表面光洁度要求较高。液浸法是将探头与工件全部浸入于液体或探头与工件之间，局部以充液体进行探伤的方法。脉冲反射法是当脉冲超声波入射至被测工件后，声波在工件内的反射状况就会显示在荧光屏上，根据反射波的时间及形状来判断工件内部缺陷及材料性质的方法。目前，超声波探伤技术已成功应用于金属管道内部的缺陷检测。
四、光学检测法
机器视觉是以图像处理理论为核心，属于人工智能范畴的一个领域，它是以数字图像处理、模式识别、计算机技术为基础的信息处理科学的重要分支，广泛应用于各种无损检测技术中。基于机器视觉的连铸板坯表面缺陷检测方法的基本原理是：一定的光源照在待测金属表面上，利用高速CCD摄像机获得连铸板坯表面图像，通过图像处理提取图像特征向量，通过分类器对表面缺陷进行检测与分类。20世纪70年代中期，El本Jil崎公司就开始研制镀锡板在线机器视觉检测装置 。1988年，美国Sick光电子公司也成功地研制出平行激光扫描检测装置，用以在线检测金属表面缺陷。基于机器视觉的表面在线检测与分类器设计的研究工作目前在国内尚处于起步阶段。1990年，华中理工大学采用激光扫描方法测量冷轧钢板宽度和检测孔洞缺陷，并开发了相应的信号处理电路；1995年又研制出冷轧连铸板坯表面轧洞、重皮和边裂等缺陷检测和最小带宽测量的实验系统。1996年，宝钢与原航天部二院联合研制出冷轧连铸板坯表面缺陷的在线检测系统，并进行了大量的在线试验研究。近年来，北京科技大学、华中科技大学等也研制出较为实用化的在线检测系统。
从检测技术的观点来看，基于机器视觉的钢表面缺陷检测系统面临困境：①要求检测到的缺陷的几何尺寸越来越小，有的甚至小于0.1 mm；② 检测对象可能处于运动状态，导致采集的图像抖动较大；③现场环境较恶劣，往往受烟尘、油污、温度高等因素的影响，引起缺陷图像信噪比下降；④表面缺陷的多样性(如冷轧连铸板坯表面可达100多种)，不同缺陷之间的光学特性、电磁特性不同；有的缺陷之间的差异不明显。因此，基于机器视觉的连铸板坯表面缺陷分类器要求具有收敛速度快、鲁棒性好、自学习功能等特点。

㈩ 如何研究金属材料用什么仪器

如果研究材料的力学性能，伏敬就买材料拉伸机、压力机、冲击锤，等力学性能检测设备。如果研究材料金相组织，就去买金相砂纸，很多等级，每级都买一点、试样抛光机及相应则陆的抛光布、试剂等、显微镜、X光衍射机、等离子机等等。建一个完整的大型材料试验室。再有如果想发缺盯慎明一些新材料，就建一个小型冶炼车间、铸造车间、轧钢车间、热处理车间等等。