材料的成分分析

材料的成分分析

913000730018 鲁皓辰一、成分分析的定义

材料的成分分析是指通过谱图对产品或样品的成分进行分析，对各个成分进行定性定量分析的技术方法。成分分析主要用于对未知物及未知成分等进行分析，通过快速确定目标样品中的组成成分来鉴别材料的材质、原材料、助剂、特定成分及含量、异物等信息。

二、成分分析的分类

按照结论来区分，成分分析可以分为定性分析和定量分析两部分。定性分析主要是确定物质的组分种类，而定量分析是在定性分析后进行相应的定量分析，得出各种组分的分配比例。按照科学技术，定量分析只能做到无限接近真实情况，但却无法 100%保证准确。

1、指定成分含量分析

指定成分含量分析是材料成分分析的重要组成部分之一，能够针对性的对材料中某种或几种指定物质的含量进行定量分析。因指定成分含量分析的目的性强，结果一般干扰极小，准确度极高。

除部分材料中的某些物质有相关国家标准规定外，大多数指定成分的含量分析需要借助高精密仪器来完成，如光谱、色谱、质谱等。

常规材料指定成分含量分析项目：

◆无机物含量分析◆有机物含量分析◆高分子化合物含量分析

2、元素含量分析

元素含量分析也是材料成分分析的重要组成部分之一，能够针对性的对材料中某种或几种指定元素的含量进行定量分析。元素含量分析的准确度极高，一般能达到 ppm 级别（百万分之一）。元素含量分析仅对材料中的元素组成情况进行鉴定，而不能提供材料中具体的化合物组分的

组成情况，因此一般适合金属、合金、矿石等主要需求元素组成情况的材料的分析。常用的元素含量分析手段包括 X 射线衍射（XRD）、X 射线荧光光谱（XRF）、电感耦合等离子体

放射光谱（ICP-AES）等。

常规材料元素含量分析项目：

◆金属元素含量分析◆非金属元素含量分析◆全元素含量分析

3、材质鉴定分析

材质鉴定是材料成分分析的主要组成部分之一，能够对材料中主要组分的含量进行定性或定量分析，或者足以鉴别材料类型的某种或几种成分或元素含量进行分析。部分材料如钢材等的材质鉴定有相关国家标准的规范。

材质鉴定集中对材料的主要组成成分进行定性或定量分析，得到的是材料的大致组成情况，一般不涵盖材料中的全部组分，因此适合企业或个人在进行采购、使用等过程时对材料进行质量的基础控制，既节约了成本，又保证了质量。

常规材质鉴定项目：

◆钢材材质鉴定◆其他合金材质鉴定◆材料主成分定性分析◆材料主成分定量分析

三、成分分析的可用材料服务领域

服务领域涉及橡胶制品、塑料制品、涂料、食品药品、化工制剂、油品、金属制品、电子、机械、灯饰、家具、微生物、工艺礼品等行业及相关产品，进行材料的定性定量分析、组织结构分析、化学成分分析、表面及微区的形貌、力学性质及物化性能等测试。

四、成分分析的作用

成分分析可以帮助我们了解材料的组成成份及含量，从而达到了解产品性能、进行质量监控、为产品标签寻找证据、为产品性能下降找原因、解决生产过程出现的问题、比较不同时期的产品、快速查找未知物产生原因消除隐患以及改进产品配方模仿生产等目的。

五、成分分析的方法

光谱分析：光谱分析是通过对材料的发射光谱、吸收光谱、荧光光谱等特征光谱进行研究以分析物质结构特征或含量的方法，光谱分析根据光的波长分为可见、红外、紫外、X 射线光谱分析。利用光谱分析可以精确、迅速、灵敏的鉴别材料、分析材料分子结构、确定化学组成和相对含量，是材料分析过程中对材料进行定性分析首要步骤。

化学分析：化学分析又称经典分析，包括滴定分析和重量分析两部分，是根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，经计算得待测组分的含量。化学分析是鉴别材料中附加成分的种类、含量，是剖析材料组成、准确定量的必要手段。

差热分析：热分析是研究热力学参数或物理参数与温度变化关系分析的方法，可分性材料晶型转变、熔融、吸附、脱水、分解等物理性质，在物理、化学、化

工、冶金、地质、建材、燃料、轻纺、食品、生物等领域得到广泛应用。通过热分析技术的综合应用可以判断材料种类、材料组分含量、筛选目标材料、对材料加工条件、使用条件做出准确的预判，是材料分析过程中非常重要的组成部分。元素分析：元素分析是研究被测元素原子的中外层电子由基态向激发态跃迁时吸收或者放出

的特征谱线的一种分析手段，通过特征谱线的分析可了解待测材料的元素组成、化学键、原子含量及相对浓度。元素分析针对材料中非常规组分进行前期元素分析，辅助和佐证色谱分析，是材料分析中必不可少的环节。

色谱分析：是材料不同组分分子在固定相和流动相之间分配平衡的过程中，不同组分在固定相上相互分离，已达到对材料定性分析、定量的目的。根据分离机制，色谱分析可以分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、凝胶色谱、亲和色谱等分析类别，通过各种色谱技术的综合运用，可实现各种材料的组分分离、定量、定性分析。

联用（接口）技术：通过不同模式和类型的热分析技术与色谱、光谱、质谱联用（接口）技

术实现对多组分复杂样品体系的分析，可完成组分多样性、体系多样性的材料精确、灵敏、

快捷的组分、组成测试，是非常规材料剖析过程中不可或缺分析方法。