第一篇:三氧化钼在碳硫分析仪中的工作原理
三氧化钼在碳硫分析仪中的工作原理
一级品的三氧化钼硫的含量应低于0.0007%,比分析纯三氧化钼硫含量低于0.002%还要严格。控制三氧化钼中硫的空白值,是至关重要的。若空白值高,对硫的测定有害。需用优质纯的三氧化钼作添加剂,才有利于二氧化硫的测定。在电弧炉中,硫离子靠扩散从熔融的液相介质中到熔体表面,再与氧气接触氧化生成SO2,扩散的速度取决于温度和搅拌。提高温度有利于硫的测定,然而如何红外碳硫分析仪,实现搅拌呢?这里有三氧化钼奇妙的作用。三氧化钼的熔点795℃,沸点1150℃,三氧化钼沸腾时,体积增加约5000倍,它从液相中逸出时,产生气泡,起良好的搅拌作用,增加了硫离子向表面的扩散速度,有利于SO2的生成。三氧化钼另一重量作用是防止管道吸附,管式炉、高频炉等都有吸附,电弧引燃炉更严重。经研究发现于Fe2O3有关。
SO2氧化成SO3在1000K的平衡转化率为63%,若无Fe2O3存在,反应速度极慢,SO2很难转化成SO3;Fe2O3在1000K是良好的催化剂,加速SO2的转化,这样就有一定数量的SO3生成,SO3是酸性极强的氧化物,它与碱性SnO或Fe2O3生成相应的盐,引起的后果是测硫的结果偏低,通俗的说法,即管道吸附。三氧化钼能与FeO生成FeMoO4,减少Fe2O3的数量。另外,三氧化钼当温度低于795℃时,从气相、液相转化为固相,此固体粉末覆盖在Fe2O3的表面,红外碳硫仪隔绝了SO2和O2与Fe2O3的接触,Fe2O3失去催化作用,SO2难于转化成SO3,使测硫的结果较好。
综观上述,三氧化钼是酸性氧化物,它的加入,有利于SO2的释放,它在1150℃生成气体,从液相中逸出时,起良好的搅拌作用,有利于硫离子的扩散和SO2的生成。它能破坏Fe2O3的催化作用,防止管道吸附。它可以制成高纯度的三氧化钼,有较小的碳硫空白值。因此,三氧化钼是碳硫分析仪中电弧炉燃烧测定碳硫的良好添加剂。
第二篇:碳硫分析仪工作原理
碳硫分析仪工作原理
碳硫分析仪是在新世纪推出的具有世界领先水平的高技术碳硫分析仪,具有高碳、低碳和高硫、低硫自动切换、电阻炉与高频炉相互切换、灵敏度高、性能稳定、分析结果准确可靠、测量范围宽及用途广等优点,可以快速地分析钢、铸铁、铜、合金、矿石、水泥、陶瓷、碳化合物、矿物、煤、焦炭、石油、灰分、催化剂、石灰、石膏、土壤、橡胶、树叶、烟灰、垃圾、沙子、玻璃等固体和流体材料中的碳和硫的含量。
工作原理:载气(氧气)经过净化后,导入燃烧炉(电阻炉或高频炉),样品在燃烧炉高温下通过氧气氧化,使得样品中的碳和硫氧化为CO2、CO和SO2,所生成的氧化物通过除尘和除水净化装置后被氧气载入到硫检测池测定硫。此后,含有CO2、CO、SO2和O2的混合气体一并进入到加热的催化剂炉中,在催化剂炉中经过催化转换CO→CO2,SO2→SO3,这种混合气体进入到除硫试剂管后,导入碳检测池测定碳。残余气体由分析器排放到室外。与此同时,碳和硫的分析结果以%C和%S的形式显示在主机的液晶显示屏上和连接的计算机显示器上并储存在计算机里,以便随时调出,也可以通过连接的打印机输出打印。
装有基于Windows软件的计算机可以操作CS-2000碳硫分析仪。在分析过程中,为保证分析简单可靠地执行,仪器可实时显示工作状态。样品分析的燃烧释放曲线同时显示在计算机屏幕上。软件具有自动校正和自动诊断功能。碳硫分析仪可以连接到实验室信息管理系统(LIMS)
第三篇:CS230碳硫分析仪
CS230碳硫分析仪
CS230碳硫分析仪,可用于金属与非金属中碳、硫含量的检测,产自于美国力可公司。
一、主要性能
高准确度、高稳定性、快速分析、低分析成本、低故障率等优异性能。
二、技术指标
a)采用专利的高灵敏度CO2检测器检测碳含量,适合高低含量检测 b)CO至CO2 催化转化,在线SO3捕集,安全环保 c)高频感应炉18MHz,2.2KW d)自动系统自检,各项维护参数实时监控 e)自动在线及旁路气路检漏 f)各种维护计数器,便于维护保养
g)分析模式,通道可任意设置,无数量限制
三、应用范围
适用于钢、铸铁、铁合金、钛合金、镍基合金、高温合金、催化剂、碳化物、陶瓷、砂、玻璃、石灰石、煤、焦等各种材料的定量分析。
第四篇:热重分析仪的工作原理
热重分析仪的工作原理
热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。
最常用的测量的原理有两种,即变位法和零位法。所谓变位法,是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系,用差动变压器等检知倾斜度,并自动记录。零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度,然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,使线圈转动恢复天平梁的倾斜,即所谓零位法。由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例,这个力又与线圈中的电流成比例,因此只需测量并记录电流的变化,便可得到质量变化的曲线。
热重分析仪方法
当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时,被测的物质质量就会发生变化。这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线,就可以知道被测物质在多少度时产生变化,并且根据失重量,可以计算失去了多少物质,(如CuSO4˙5H2O中的结晶水)。从热重曲线上我们就可以知道CuSO4·5H2O中的5个结晶水是分三步脱去的。通过TGA 实验有助于研究晶体性质的变化,如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象;也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。热重分析通常可分为两类:动态(升温)和静态(恒温)。热重法试验得到的曲线称为热重曲线(TG曲线),TG曲线以质量作纵坐标,从上向下表示质量减少;以温度(或时间)作横坐标,自左至右表示温度(或时间)增加。
热重分析仪3D图
热重分析所用的仪器是热天平,它的基本原理是,样品重量变化所引起的天平位移量转化成电磁量,这个微小的电量经过放大器放大后,送入记录仪记录;而电量的大小正比于样品的重量变化量。当被测物质在加热过程中有升华、汽化、分解出气体或失去结晶水时,被测的物质质量就会发生变化。这时热重曲线就不是直线而是有所下降。通过分析热重曲线,就可以知道被测物质在多少度时产生变化,并且根据失重量,可以计算失去了多少物质(如CuSO4·5H2O中的结晶水)。从热重曲线上我们就可以知道CuSO4·5H2O中的5个结晶水是分三步脱去的。TGA 可以得到样品的热变化所产生的热物性方面的信息。
1、静态法:包括等压质量变化测定和等温质量变化测定。等压质量变化测定是指在程序控制温度下,测量物质在恒定挥发物分压下平衡质量与温度关系的一种方法。等温质量变化测定是指在恒温条件下测量物质质量与温度关系的一种方法。这种方法准确度高,费时。
2、动态法:就是我们常说的热重分析和微商热重分析。微商热重分析又称导数热重分析(Derivative Thermogravimetry,简称DTG),它是TG曲线对温度(或时间)的一阶导数。以物质的质量变化速率(dm/dt)对温度T(或时间t)作图,即得DTG曲线。
第五篇:抽屉原理在数学中的运用
抽屉原理在初等数学中的运用
摘要:抽屉原理也称为鸽巢原理,它是组合数学中的一个最基本的原理.也是数学中的一个重要原理,抽屉原理的简单形式可以描述为:“如果把n+1个球或者更多的球放进n个抽屉,必有一个抽屉至少有两个球.”它的正确性十分明显,很容易被并不具备多少数学知识的人所接受,如果将其灵活地运用,则可得到一些意想不到的效果.运用抽屉原理可以论证许多关于“存在”、“总有”、“至少有”的存在性问题。学习抽屉原理可以用来解决数学中的许多问题,也可以解决生活中的一些现象。如招生录取、就业安排、资源分配、职称评定等等,都不难看到抽屉原理的作用。在解决数学问题时有非常重要的作用.抽屉原理主要用于证明某些存在性问题及必然性题目,如几何问题、涂色问题等.各种形式的抽屉原理在高等数学和初等数学中经常被采用,使用该原理的关键在于如何巧妙地构造抽屉,即如何找出合乎问题条件的分类原则,抽屉构造得好,可得出非常巧妙的结论.本文着重从抽屉的构造方法阐述抽屉原理在高等数学和初等数学(竞赛题)中的应用,同时指出了它在应用领域中的不足之处.关键词:抽屉原理;初等数学;应用
一、抽屉原理(鸽巢原理)
什么是抽屉原理?先举个简单的例子说明,就是将3个球放入2个篮子里,无论怎么放,必有一个篮子中至少要放入2个球,这就是抽屉原理.或者假定有五个鸽子笼,养鸽人养了6只鸽子,当鸽子飞回巢中,那么一定至少有一个鸽笼里有两只鸽子,这就是著名的鸽巢原理.除了这种比较普遍的形式外,抽屉原理还经许多学者推广出其他的形式.比如陈景林、阎满富编著的中国铁道出版社出版的《组合数学与图论》一书中对抽屉原理给出了比较具体的定义,概括起来主要有下面几种形式: 原理1 把多于n个的元素按任一确定的方式分成n个集合,则一定有一个集合中含有两个或两个以上的元素.原理2 把m个元素任意放到n(m>n)个集合里,则至少有一个集合里至少有k个元素,其中
原理3 把无穷个元素按任一确定的方式分成有穷个集合,则至少有一个集合中仍含无穷个元素.卢开澄在《组合数学》(第三版)中将抽屉原理(书中称为鸽巢原理)又进行了推广[2].鸽巢原理:设k和n都是任意正整数,若至少有kn+1只鸽子分配在n个鸽巢中,则至少存在一个鸽巢中有至少k+1只鸽子.二、抽屉的构造途径
在利用抽屉原理解题时,首先要明确哪些是“球”,哪些是“抽屉”,而这两者通常不会现成存在于题目中,尤其是“抽屉”,往往需要我们用一些巧妙的方法去构造。我们利用抽屉原理解题的关键,就在于怎样设计“抽屉”.三、抽屉原理在初等数学中的应用
初等数学问题的特点:只给出一些相关的条件,或者即使给出一些数值条件,也不能利用这些条件进行计算、或代入求值、或列方程、或做图、或证明等方法去解决,只能利用这些条件进行推理、判断,从而解决问题.讨论存在性问题是数学竞赛中的一类常见问题。处理这类问题常用到抽屉原理。下面我们就列举抽屉原理在初等数学(竞赛)中的应用.例9 某次考试有5道选择题,每题都有4个不同的答案供选择,每人每题恰选1个答案.在2000份答卷中发现存在一个n,使得任何n份答卷中都存在4份,其中每2份的答案都至多3题相同.n的最小可能值.(2000,中国数学奥林匹克)解:将每道题的4种答案分别记为1,2,3,4,每份试卷上的答案记为(g,h,i,j,k),其中g,h,i,j,k∈{1,2,3,4},令{(1,h,i,j,k),(2,h,i,j,k),(3,h,i,j,k),(4,h,i,j,k)},h,i,j,k=1,2,3,4,共得256个四元组.由于2000=256×7+208,故由抽屉原理知,有8份试卷上的答案属于同一个四元组.取出这8份试卷后,余下的1992份试卷中仍有8份属于同一个四元组,再取出这8份试卷,余下的1984份试卷中又有8份属于同一个四元组.又取出这8份试卷.三次共取出24份试卷,在这24份试卷中,任何4份中总
有2份的答案属于同一个四元组,不满足题目的要求.所以,n下面证明n=25.令
≥25.}S={(g,h,i,j,k)|g+h+i+j+k≡0(mod4),g,h,i,j,k∈{1,2,3,4}.则S=256,且S中去掉6个元素,当余下的250种答案中的每种答案都恰有8人选用时,共得到2000份答案,其中的25份答案中,总有4份不相同.由于它们都在S中,当然满足题目要求.这表明,n=25满足题目要求.综上可知,所求的n的最小可能值为25.先运用抽屉原理给出n的下界,然后用构造法给出例子.这是一道典型的运用构造法解题的好题目.在解题中合理构造抽屉往往会收到意想不到的效果.例10 任给7个实数,证明必存在两个实数a,b满足0≤3
(a-b)<1+ab.ππ证明:设七个实数为a1,a2,a3,,a7,作Qi=arctgai(i=1, 2, ,7),显然Qi∈(-,),22ππππππππππππ把(-,)等分成六个区间:(-,-),(-,-),(-,0),(0,),(,),(,),222336666332由抽屉原理,Q1,Q2,,Q7必有两个属于同一区间,不妨设为Qi,Qj,而不论Qi,Qj属于哪个小Qi-Qj<区间都有0≤ππ1(*),不,由正切函数的单调性可知,0 a-bab,b=tgQj,则tg(Qi-Qj)=妨记a=tgQ,而由()知0≤ 分析:要解决该题,就得找到其关键,其实就在于“两个数”,他们的关系是“其中一个是另一个的整数倍”。我们要构造“抽屉”,就要在每个抽屉中任取两个数,并且有一个数是另一个的整数倍,而只有把公比是正整数的整个等比数列都放在同一个抽屉才行,这里用得到一个自然数分类的基本知识:任何一个正整数都可以表示成一个奇数与2的方幂的积,即若m∈N,K∈N,n∈N,则m=(2k-1)·2,并且这种表示方式是唯一的,如1=1×2°,2=1×2,3=3×2°,„ + + n 证明:因为任何一个正整数都能表示成一个奇数乘2的方幂,并且这种表示方法是唯一的,所以我们可把1-100的正整数分成如下50个抽屉(因为1-100中共有50个奇数): (1){1,1×2,1×2,1×2,1×2,1×2,1×2}; (2){3,3×2,3×2,3×2,3×2,3×2}; (3){5,5×2,5×2,5×2,5×2}; (4){7,7×2,7×2,7×2}; (5){9,9×2,9×2,9×2}; „„ (25){49,49×2}; (26){51}; „„ (50){99}。 这样,1-100的正整数就无重复,无遗漏地放进这50个抽屉内了。从这100个数中任取51个数,也即从这50个抽屉内任取51个数,根据抽屉原则,其中必定至少有两个数属于同一个抽屉,即属于(1)-(25)号中的某一个抽屉,显然,在这25个抽屉中的任何同一个抽屉内的两个数中,一个是另一个的整数倍。 说明:(1)从上面的证明中可以看出,本题能够推广到一般情形:从1-2n的自然数中,任意取出n+1个数,则其中必有两个数,它们中的一个是另一个的整数倍。想一想,为什么?因为1-2n中共含1,3,„,2n-1这n个奇数,因此可以制造n个抽屉,而n+1>n,由抽屉原则,结论就是必然的了。给n以具体值,就可以构造出不同的题目。例2中的n取值是50,还可以编制相反的题目,如:“从前30个自然数中最少要(不看这些数而以任意方式地)取出几个数,才能保证取出的数中能找到两个数,其中较大的数是较小的数的倍数?” (2)如下两个问题的结论都是否定的(n均为正整数)想一想,为什么? ①从2,3,4,„,2n+1中任取n+1个数,是否必有两个数,它们中的一个是另一个的整数倍? ②从1,2,3,„,2n+1中任取n+1个数,是否必有两个数,它们中的一个是另一个的整数倍? 你能举出反例,证明上述两个问题的结论都是否定的吗? (3)如果将(2)中两个问题中任取的n+1个数增加1个,都改成任取n+2个数,则它们的结论是肯定的还是否定的?你能判断证明吗? 例12(第6届国际中学生数学奥林匹克试题)17名科学家中每两名科学家都和其他科学家通信,在他们通信时,只讨论三个题目,而且任意两名科学家通信时只讨论一个题目,证明:其中至少有三名 科学家,他们相互通信时讨论的是同一个题目。 证明:视17个科学家为17个点,每两个点之间连一条线表示这两个科学家在讨论同一个问题,若讨论第一个问题则在相应两点连红线,若讨论第2个问题则在相应两点连条黄线,若讨论第3个问题则在相应两点连条蓝线。三名科学家研究同一个问题就转化为找到一个三边同颜色的三角形。(本例同第十二讲染色问题例4) 考虑科学家A,他要与另外的16位科学家每人通信讨论一个问题,相应于从A出发引出16条线段,将它们染成3种颜色,而16=3×5+1,因而必有6=5+1条同色,不妨记为AB1,AB2,AB3,AB4,AB5,AB6同红色,若Bi(i=1,2,„,6)之间有红线,则出现红色三角线,命题已成立;否则B1,B2,B3,B4,B5,B6之间的连线只染有黄蓝两色。 考虑从B1引出的5条线,B1B2,B1B3,B1B4,B1B5,B1B6,用两种颜色染色,因为5=2×2+1,故必有3=2+1条线段同色,假设为黄色,并记它们为B1B2,B1B3,B1B4。这时若B2,B3,B4之间有黄线,则有黄色三角形,命题也成立,若B2,B3,B4,之间无黄线,则△B2,B3,B4,必为蓝色三角形,命题仍然成立。 说明:(1)本题源于一个古典问题--世界上任意6个人中必有3人互相认识,或互相不认识。(美国普特南数学竞赛题)。 (2)将互相认识用红色表示,将互相不认识用蓝色表示,(1)将化为一个染色问题,成为一个图论问题:空间六个点,任何三点不共线,四点不共面,每两点之间连线都涂上红色或蓝色。求证:存在三点,它们所成的三角形三边同色。 (3)问题(2)可以往两个方向推广:其一是颜色的种数,其二是点数。 本例便是方向一的进展,其证明已知上述。如果继续沿此方向前进,可有下题: 在66个科学家中,每个科学家都和其他科学家通信,在他们的通信中仅仅讨论四个题目,而任何两个科学家之间仅仅讨论一个题目。证明至少有三个科学家,他们互相之间讨论同一个题目。 (4)回顾上面证明过程,对于17点染3色问题可归结为6点染2色问题,又可归结为3点染一色问题。反过来,我们可以继续推广。从以上(3,1)→(6,2)→(17,3)的过程,易发现 6=(3-1)×2+2,17=(6-1)×3+2,66=(17-1)×4+2,同理可得(66-1)×5+2=327,(327-1)×6+2=1958„记为r1=3,r2=6,r3=17,r4=66,r5=327,r6=1958,„ 我们可以得到递推关系式:rn=n(rn-1-1)+2,n=2,3,4„这样就可以构造出327点染5色问题,1958点染6色问题,都必出现一个同色三角形。 参考文献 [1]陈景林,阎满富.组合数学与图论.北京:中国铁道出版社出版,2000.4-6 [2]卢开澄.组合数学(第3版).北京清华大学出版社,2002.07 [2]曹汝成.组合数学.广州:华南理工大学出版社,2001.170-173 [3]忘向东,周士藩等.高等代数常用方法.山西:高校联合出版社,1989.64-66 [4]刘否南.华夏文集.太原:高校联合出版社,1995.88-90 [6]严示健.抽屉原则及其它的一些应用.数学通报,1998,4.10-11 [7]丁一鸣《中学数学教学》,1988年第02期 [8] 杨忠.《中学生数学》,2010年第08期 [9]石立叶,于娜,刘文涵.《抽屉原理及其应用》,2009,4.11 [10]《数学教学通讯》,1987年第03期 [11]《中学生数学》,2005年第18期