Page 92 - 理化检验-化学分册2025年第三期

张 庸，等：不同加热方式测定铝及铝合金中氢的差异性初步探讨

出”的传统观点，还对铝中氢的结合能以及扩散系数 020031a以及AlSi合金样品， 加工好的样品直接上机
进行了汇总，以供借鉴；考虑到热脱附法在日本应用 分析；而脉冲加热过的球状样品，置于丙酮中清洗，
较为成熟，而国内报道较少的现状，对其应用进行了 晾干后上机测试（加热温度 25~600 ℃，升温速率
简要介绍，并对灵敏度问题进行了初步探讨。 100 ℃ · h −1 ）。

1 试验部分 2 结果与讨论
1. 1 仪器与试剂 2. 1 文献测试结果对比
LECO RHEN602 型氢分析仪，包括脉冲加热 将文献[4-6]的测试数据进行汇总，测试样品
炉、分子筛以及热导检测器等；JSL JTF-20A型氢 涵盖实际样品及标准物质，方法涉及脉冲法、高频
分析仪，包括电阻加热炉、自动采样系统、气相分 法（石墨坩埚、石英坩埚）以及真空法等，具体信息
离系统以及热导检测器等；CA6140A型普通车床， 详见表 1。其中，“*”表示测试数据采用的单位为
−1
3
C6132型普通车床；RHEN602型专用石墨坩埚（外 n·cm ·（100 g） ，是俄罗斯文献的单位，尚无法明
径 20. 8 mm，内径 13 mm）。 确该单位的准确含义。
铝中氢标准物质GBW(E)020030[认定值 （0. 19± 由表 1 可知：1~4 号样品采用脉冲法（石墨坩
− 1

0. 04）μg ·g ，7B04，Al-Zn-Mg-Cu]、GBW(E) 埚）得到的二次氢测定值与一次氢测定值相当；

−1
020030a[认定值 （0. 24±0. 06） μg·g ，7B04，Al-Zn- 5号样品采用高频法（石墨坩埚）得到的二次氢测定
−1
Mg-Cu]、GBW(E)020031a[认定值（0. 25±0. 05） μg·g ， 值仍与一次氢测定值相当；6号样品采用的高频法
2D70，Al-Zn-Mg-Fe-Ni）；丙酮为分析纯。 （石英坩埚），不涉及石墨坩埚，氢释放结果几乎归
1. 2 试验方法 零。因此，文献[5]认为，二次氢是由石墨坩埚释放
脉冲法测试：采用CA6140A型普通车床精细加 的氢。但是相关作者的前期试验表明 ，坩埚空白
[4]
工AlSi合金样品，加工好的样品直接上机分析，加 值在 0. 01~0. 04 μg · g − 1 内，与 1~4 号样品二次氢
工剩余试料以及部分脉冲分析后的球状样品快递至 测定值（0. 11~0. 21 μg · g − 1 ）不符，同时该作者强
热脱附分析实验室。 调空白需要严格控制，甚至需要单次扣空白，另外该
热脱附法测试：采用C6132型普通车床精细加 观点似乎不能解释为何一次氢分析不受石墨坩埚的
工 GBW(E)020030、GBW(E)020030a、GBW(E) 影响。
表1 文献测试数据汇总
Tab. 1 Summary of testing data in literature
一次加热 二次加热
序号 样品编号 参考文献
测试方法 一次氢测定值w/（μg·g −1 ） 测试方法 二次氢测定值w/（μg·g −1 ）
1 标准样品2D-70 脉冲法（石墨坩埚） 0. 17 脉冲法（石墨坩埚） 0. 18 [4]
2 ZL114 脉冲法（石墨坩埚） 0. 10 脉冲法（石墨坩埚） 0. 11 [4]
3 ZL105 脉冲法（石墨坩埚） 0. 11 脉冲法（石墨坩埚） 0. 17 [4]
4 GBW(E)020031a 脉冲法（石墨坩埚） 0. 20 脉冲法（石墨坩埚） 0. 21 [5]
5 GBW(E)020031a 高频法（石墨坩埚） 0. 19 高频法（石墨坩埚） 0. 20 [5]
6 GBW(E)020031a 高频法（石英坩埚） 0. 17 高频法（石英坩埚） 0. 03 [5]
7 * D16合金 真空法 0. 35 [6]
8 * D16合金 高频法（石墨坩埚） 0. 307 高频法（石墨坩埚） 0. 03 [6]
9 * D16合金 高频法（石墨坩埚） 0. 307 真空法 0. 166 [6]
文献[6]测试结果显示：8号样品采用高频法（石 初始浓度水平、活化能、扩散常数的氢释放数学模
墨坩埚），二次氢结果几乎归零，与5号样品所得测 型 [13] ，结果表明，铝合金中易扩散氢占比与合金成分
定结果显著不同；9号样品采用真空法再次加热高频 相关，一般约占50%左右，高频法加热时间相对过
法（石墨坩埚）加热过的样品，仍旧有明显数量的氢 短，仅可保证易扩散氢及部分固定氢的释放，真空法
释放。针对“二次氢”现象，构建了包含温度变化、 加热时间长达40 min，可保证氢的完全释放，9号样

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