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摘要：金属材料化学成分的含量及形态决定着金属的性能，准确分析金属材料的化学成分对鉴别材料性能及用途起着重要作用。利用传统化学法进行成分分析存在着过程复杂、效率低下的缺点，本文主要介绍分光光度法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、X射线荧光光谱法、滴定分析法等常见分析方法在金属材料化学成分分析中的应用，并对金属材料成分分析技术的发展趋势做了简单的介绍。
关键词：金属材料；成分分析；重要性；方法
引言
金属材料涉及领域广泛，大类包括纯金属、合金、金属间化合物以及特种材料等，在航空航天、现代机械等方面发挥着极其重要的作用。金属材料的发展对国家发展、国防建设有着十分重要的作用，因此，社会对其需求量在不断增长。随着科学技术的进步以及行业发展的要求，各种复杂的金属材料应运而生，同时，金属材料分析方法也随之不断发展，从传统方法到现今多种多样的分析技术，通过对金属材料的成分分析，全面了解金属材料的性能和内部构造，方便金属材料的设计研发。
一、金属材料成分分析的重要性
1、对金属材料的性能成因有深入的了解
金属材料成分分析可以帮助了解金属材料表征特性的成因，并且能够在大量分析数据的基础上发现金属特性的规律，为以后设计研发更加复杂的金属材料提供理论依据。金属材料性能从微观上有五个十分重要的影响因素，分别是金属晶粒的类型、大小、数量、分布以及形状。由于金属材料微观组织上的原子结构、晶体结构以及原子间的结合键存在很大的不同，在宏观上表现为金属材料性能的差异。
2、为金属材料加工方法的合理选择提供依据
对金属材料的化学成分进行分析之后，能够更好地了解分析金属的成分组成和基本特性，充分了解其性质，然后结合相关理论和工作经验确定合适的材料加工方法，来保证金属材料性能表达的最大化，达到事倍功半的金属制造效果。所以说，金属材料成分分析能够帮助选择合适的金属材料加工方法。
3、为金属材料热处理方法及设备的选择提供依据
为了使金属材料的性能得到充分的发挥，需要在完成金属材料加工之后，对金属材料进行热处理，同时，还能够对生产过程中产生的组织缺陷进行消除。然而，热处理的方式及工艺控制参数的确定需要有一定的科学依据，要根据金属材料的成分来确定热处理方法和设备。
4、保证金属材料应用的安全和经济
金属材料成分分析有利于金属材料性能的充分发挥，达到人们预期的使用效果，同时能够合理搭配金属的组成成分，降低金属制造成本，达到效益的最大化。
二、金属材料成分分析方法
1、分光光度法
金属材料成分分析的传统方法中最常见的是分光光度法，是一种根据Lambert（朗伯）-Beer（比尔）定律，通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。采用的检测仪器为紫外分光光度计，可见分光光度计（或比色计）、红外分光光度计或原子吸收分光光度计。在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。如以波长（λ）为横坐标，吸收强度（A）为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。通过该曲线便可对物质进行相应的定性、定量分析。
2、原子光谱分析法
（1）原子发射光谱法
原子发射光谱法与原子吸收光谱法相辅相成，是金属材料中无机元素定性和定量分析的主要手段。分析的原理是依据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线，对元素进行定性和定量分析。该方法分析目前最主要的仪器为ICP-AES，此类仪器可实现70多个元素的微量、痕量分析。与原子吸收光谱法不同，使用该仪器分析方法分析金属材料时，一个样品一经激发，样品中各元素都各自发射出其特征谱线，从而可以实现一个金属材料样品同时测定其中的多个元素含量。使用原子发射光谱法分析的试样，大多数不需经过化学处理就可分析，且固体、液体试样均可直接分析，若用光电直读光谱仪，还可在几分钟内同时做几十个元素的定量测定。对于批量金属材料的分析，体现出了快速和样品使用量较少的优点。原子发射光谱法的仪器大多都具备检出限低，稳定性及重现性好的优点，但也存在一定的不足，在金属材料分析中，由于各个元素的发射谱线众多，各个目标元素有时会出现相互干扰的情况，影响结果准确性；分析金属材料中主元素含量时，由于含量过高，分析的准确性会变差；该类仪器分析方法，只能分析金属材料中的元素含量，而不能分析金属材料中的化合物含量或者元素的形态；虽然缺点明显，但是原子发射光谱法还是以其无法比拟的优点赢得众多金属材料化学成分分析者的欢迎，成为金属材料化学分析的首选手段。
（2）原子吸收光谱法
原子吸收光谱法（ABS：atomicabsorp-tionsPectrometry）是根据处于气态的基态原子的外层电子对可见光和紫外光之间的谱线进行吸收，然后对此吸收强度进行分析以定量得出金属成分的一种分析方法，其中火焰原子吸收光谱法是目前比较常用的一种原子吸收光谱法。
3、X射线荧光光谱法
X射线荧光光谱法大多用来测定金属元素，也是一种比较传统的金属材料成分测定法。它的原理是：基态原子在没有被激发状态下会处于低能状态，而一旦被一定频率的辐射线激发就会变成高能状态，高能状态下会发射荧光，这种荧光的波长非常特殊，测定出这些X射线荧光谱线的波长就可以测定出样品的元素种类。测定出元素种类以后，把标准样品的谱线强度作为参照比较被测样品的谱线，即可以得出样品元素的确定、准确含量。X射线荧光光谱法确定金属材料成分的方法广泛应用在水质监测、环境科学、矿物、医学分析、生物制品等方面。
4、滴定分析法
滴定分析法是一种较为方便、快捷的分析金属材料成分的方法。这种分析金属材料成分的方法原理是通过向被测定溶液中添加已知精确浓度的标准溶液。直到被测物质和已知精确浓度溶液完全按照化学计量单位充分反应为止。待反应完全，记录下所消耗的已知浓度标准溶液体积，查出标准溶液的相关量就可以得出待测物质的含量。这种方法在目前仍可以准确、快速地分析出金属材料的成分。
三、金属材料成分分析技术的发展趋势
科技的发展带动了金属材料的不断研发且其复杂性也越来越高，而对于一些复杂性较高的金属材料而言，其成分分析已经无法持续使用传统的分析方法进行相关研究，而是需要更为全面有效的新型分析方法为其分析结果作一定程度上的保障。金属材料成分的分析技术在未来很长一段时间内会得到持续的研究和拓展，而这些新技术也会对材料的缺陷、结构和成分等的分析更加专注。此外分析检测仪器的数量和质量也会得到不断的提升，并为一些新型分析方法的实施提供一定的帮助。总的来说，金属材料的成分分析技术发展趋势就是朝着更为高效和准确的方向进行并不断加强测量结果的准确度和灵敏度以及操作上的方便性和简捷性。
结语
总而言之，金属材料成分分析能够促进金属性能的改善。金属材料成分分析技术的发展，对于提高金属材料的性能，促进金属制品的发展具有重要意义。在本文中，通过金属材料成分分析的传统方法和新兴方法的相关介绍可以看出，科学技术的发展使得金属材料成分分析的效率和精准度得到了有效的提升。同时，我们也看到，金属材料成分分析技术也存在很多不足，需要不断发展和改进。
参考文献：
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