日本理學波長色散X射線熒光光譜儀檢測潤滑油元素含量

潤滑油是用于各種類型機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑，冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。隨著現代工業的快速發展，潤滑油的應用范圍越來越廣泛，使用條件日益苛刻，對其各方面性能的要求越來越高。為了改善潤滑油的性能，配方中通常需要加入各種添加劑，如清凈劑，抗氧劑、抗磨劑等。通過測試添加劑中鈣、氯、銅、鎂、磷、硫和鋅等添加劑元素的含量即可以間接了解油品質量和使用性能，具有重要的現實指導意義。

潤滑油中硫含量的測定方法較多，常用的有管式爐法、化學熒光定硫法等。潤滑油及添加劑中的鈣、鎂、鋅、銅含量的測定常用的儀器分析方法有電感耦合等離子體發射光諧法、旋轉盤電極原子發射光諧法和能量色散X射線熒光光諧法。電感耦合等離子體發射光譜法檢出限低，適合元素含量比較低的樣品，但在使用過程中需要惰性氣體做載氣，運轉費用相對較高，對人員的要求也較高，因此在某些方面限制了其應用。旋轉圓盤電極原子發射光譜法，儀器操作簡單，樣品無需前處理，但測試要消除由于潤滑油的黏度、添加劑和基礎油成分等而引起的干擾；能量色散X射線熒光光諧儀，通常其檢測限約為(10~10') ug/g級，其穩定性一般可達±0.01%。而波長色散X射線熒光光譜儀檢測限約為ug/g級，其穩定性一般可達±0.0005%，在定量分析中，波長色散X射線熒光光譜儀測定元素的線性范圍較寬，儀器穩定，準確度亦較高。本文應用波長色散X射線熒光光譜法采用日本理學大功率臺式波長色散 X射線熒光光譜儀Supermini200測定潤滑油和添加劑中的鈣、氯、銅、鎂、磷，硫和鋅含量，能夠同時測定7種元素的含量，無需制備樣品，無潛在危險的化學品，分析快速，為潤滑油的產品質量控制和使用性能監測提供有效的分析手段。

實驗部分

儀器與材料

日本理學大功率臺式波長色散X射線熒光光譜儀Supermini200
超聲波水浴
電子天平
高純氦氣
P10電離氣體
白油

樣品選擇

選取如下樣品進行測試，包括:柴油機油、自動傳動液、農用油、經濟配方油、拖拉機油、含銅元素的油、汽缸油、內燃機油、無灰天然氣發動機油、汽輪機油；柴油機油復合劑、燃氣發動機復合劑、含鎂添加劑、抗氧抗腐劑、液壓傳動兩用油復合劑、抗氧劑等潤滑油和添加劑樣品。

樣品處理

采用波長色散X射線光譜儀測量前，樣品要充分混勻。稀釋的樣品取樣之前需將其放在可加熱的超聲波浴槽中超聲，使樣品和稀釋劑混勻，然后再稱量樣品進行測試。

結果與討論

依據ASTM D6443 -04(2010)精密度，其允許差值見表1表2。對上述樣品依次測定，按元素整理結果列于表3和表4。

從表3表4測定結果可見，無論是潤滑油還是添加劑的重復性和再現性均滿足ASTM D6443 -04(2010)精密度的要求。

結論

(1)應用日本理學大功率臺式波長色散X射線熒光光譜儀Supermini200測定潤滑油和添加劑中的鈣，氯、銅、鎂、磷、硫和鋅含量，結果滿足 ASTM D6443 -04(2010)精密度的要求，可以滿足實際工作的需要。所用儀器自動化程度高，分析快速、便捷，同時可以實現樣品的無損分析。

(2)波長色散X射線熒光光譜法可以同時測定潤滑油和添加劑中鈣、氯、銅、鎂、磷、硫和鋅含量，大大提高分析速率，為潤滑油的產品質量控制和使用性能監測提供有效的分析手段。

小小科普

日本理學大功率臺式波長色散X射線熒光光譜儀Supermini200

Supermini200擁有改良的軟件功能和更為小巧的機身，是可分析幾乎任何材料中從氧（O）到鈾（U）的元素。

1.低成本
理學的Supermini200不僅是XRF元素分析需要的一個經濟實惠的選擇，運行成本也很低。只有氣流正比探測器的P10氣體為消耗物。Supermini200不需要冷卻水、管道或外部冷卻裝置。因此降低了系統維修和產品生命周期成本，以及耗材和維修的年度預算。

2.輕元素性能
分析從微量到高濃度的具有廣泛范圍的輕元素和重元素的復雜基體材料，是儀器的核心技術。理學的Supermini200為了解決復雜基體中的線重疊，無需反卷積，提供輕元素高靈敏度和優良的光譜分辨率。輕元素（F、Na、Mg、Ca、Si、Al和P）的低濃度水平分析簡單。

3.大功率X射線管

Supermini200大功率（200W）X射線管臺式WDXRF儀器，提供優良的激發以獲得更低的檢測限和更短的測量時間。還使用一個專有的光學系統從而增強X射線管電力增幅率的靈敏度。