專利名稱：一種流動比色池的制作方法
技術領域：
本發明涉及光譜分析用儀器，特別提供了一種由鈦合金材料制作的用來盛裝參比液和樣品液的流動比色池。
背景技術：
流動比色池(又名吸收池、樣品池)用來裝參比液和樣品液，然后在光譜分析儀器上，對物質進行分析。適用范圍廣闊，可用于化工、醫療、環保和電廠、水廠、石油等行業。流動比色池的透光部分，根據光源不同，多年來一直選擇石英玻璃或光學玻璃，而比色池芯(基體)材料隨儀器對精度和環境的要求提高不斷變化。比色池芯(基體)材料最初采用陶瓷與金屬陶瓷，但陶瓷成型采用燒結工藝，比色池內腔表面殘留燒結后的氣孔、縫隙，或型材殘余突起，這些缺陷嚴重影響液體流動平穩性，容易產生氣泡，降低儀器檢測結果重復性和穩定性。后來又引入金屬芯，目前被廣泛使用的是鋁合金和不銹鋼金屬芯，鋁合金具有很好的加工型，但鋁合金耐蝕性差，表面需要陽極化處理才能使用，狀態不穩定，有腐蝕隱患；不銹鋼雖然不需要陽極化處理，但容易粘結微生物，耐腐蝕性也不如陶瓷，而且加工困難。

發明內容
本發明的目的在于提供一種鈦合金流動比色池，其耐腐蝕性好，內腔表面無氣孔，光潔度高，從而保證了儀器的測量數據重復性好，穩定性高。
本發明具體提供了一種流動比色池，其特征在于所述比色池的基體用鈦合金材料制作，鈦合金中含有下述合金元素Al 0.3～7.0％重量；Nb、Mo之一種或兩種 0.3～4.0％重量。
本發明流動比色池所用鈦合金中還可以含有Pd 0.05～0.5％重量、Sn0.1～6.0％重量、和/或Zr 0.1～4.0％重量。
為保證具有較好的表面光潔度，本發明流動比色池的優選的成份是Al 0.3～1.0％重量；Nb 0.5～2.5％重量；Mo 0.2～1.5％重量。
為保證具有良好的易加工性，和耐強腐蝕性，本發明流動比色池的優選成份是Al 6.0～7.0％重量；Nb 0.6～1.5％重量；Mo 0.4～2.5％重量；Pd 0.1～0.5重量％；Sn 3.5～6.0％重量％；Zr 2.0～4.0％重量。
為保證具有良好的綜合性能，本發明流動比色池的優選成份是Al 2.0～4.0％重量；Nb 0.5～1.0％重量；Mo 0.4～0.8％重量；Pd 0.1～0.2重量％；
Sn 1.0～2.5％重量％；Zr 1.0～2.0％重量。
鈦合金是優異的航空、航天材料、也廣泛用于石油、化工、海洋等行業，目前還是醫學、生物的熱門材料，因此比色池芯(基體)材料選用鈦合金是科學合理，有發展前景的。以我國現有條件為出發點，通過對成分進行深入分析，研制生產工藝可行，各方面性能大幅度提高，具有獨立知識產權的鈦合金流動比色池，是經濟、有實際意義的。
與現有鈦合金技術相區別的是，為了提高鈦合金耐腐蝕性，抗拉強度，本發明從合金化角度進行設計，提供了一種強度與耐腐蝕性可調整，組織均勻致密，加工性好的鈦合金。具體地講，為了使鈦合金達到相應的室溫力學性能、耐腐蝕性、生物相容性、耐候性、加工型的匹配，在合金設計時，是從下述幾個方面考慮的。
Al是高溫鈦合金設計中必不可少的一種合金元素，類似于鋼鐵中的碳，幾乎出現在所有的合金牌號中。Al含量在固溶極限范圍內，能起到固溶強化作用，使合金的強度大幅度提高，但會降低耐腐蝕性能。
β相在耐熱鈦合金中起到調整合金工藝塑性，提高綜合力學性能的作用。Nb、Mo都是β穩定元素，Nb在兩相中都有一定的溶解度，穩定β相的能力較弱，一般選擇與其它β穩定元素合用；Mo具有很強的穩定β相能力，兩種元素均有較強的耐腐蝕能力。根據具體情況選擇Nb、Mo、元素之一種或兩種使用。
pd元素是非常有效的耐腐蝕元素，但價格昂貴，一般加入量很少。Sn與Zr是中性強化劑，二者能夠有效改善熱加工工藝塑性，耐腐蝕性能也會有所降低。
由于流動比色池用鈦合金致密度的重要性，均勻的晶粒度，一致的顯微組織是起碼的要求。通過β相變點以上30℃，短時間(小于30分鐘)熱處理能夠獲得均勻細小的等軸β組織，在保證具有一定抗拉強度的同時，具有均勻的組織和成分均勻性。
設計的鈦合金及其熱工藝，具備了耐腐蝕性、成分與組織均勻性、材料致密性，但孔、槽內表面的光潔度須通過其它工藝來保證。實際上，正常機械方法對這些窄小，彎曲的內腔也無能為力。通過研究發現，電解拋光是一種理想的方法，只要電解液接觸的地方，都能達到拋光效果。實驗表明，以高氯酸、冰乙酸、銷酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例制備拋光液，反應電壓為30V，不銹鋼或鈦合金作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在30℃～50℃之間，拋光時間在1～5分鐘的工藝順序拋光后，整體效果較好，孔和凹槽部位同時拋光，操作也很方便。不足之處是隨著反應的進行，所產生的NO2氣體，對人體不利。
具體實施例方式實施例1合金選擇Al元素，重量含量為0.6％；Nb元素為2.0％；Mo元素為0.4％。機械加工出鈦合金流動比色池，再在β相變點以上20℃，保溫20分鐘，水冷進行熱處理，所制備出的鈦合金流動比色池表面光潔，滿足使用要求，但耐蝕性較差。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.6％，重復性＜0.008Abs；CV＜0.4％；穩定性＜0.006Abs/H。
實施例2
合金選擇Al元素，重量含量為0.2％；Nb元素為1.0％；Mo元素為1.2％。再在β相變點以上30℃，保溫25分鐘，水冷進行熱處理，機械加工出鈦合金流動比色池，所制各出的鈦合金流動比色池表面光潔，滿足使用要求，但耐蝕性較差。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.5％，重復性＜0.005Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.008Abs/H。
實施例3合金選擇Al元素，重量含量為4.0％；Nb元素為2.0％；再在β相變點以上25℃，保溫20分鐘，水冷進行熱處理。機械加工出鈦合金流動比色池，表面光潔較差，為此需電解拋光，電解拋光以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，不銹鋼作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在30℃～40℃之間，拋光時間在1～3分鐘。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.6％，重復性＜0.007Abs；CV＜0.4％；穩定性＜0.006Abs/H。
實施例4合金選擇Al元素，重量含量為4.0％；Mo元素為0.4％。采用β相變點以上20℃，保溫25分鐘，水冷的熱處理工藝路線。機械加工出鈦合金流動比色池，表面光潔較差，為此需電解拋光，電解拋光以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，不銹鋼作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在30℃～40℃之間，拋光時間在3～5分鐘。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.56％，重復性＜0.006Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.006Abs/H。
實施例5
合金選擇Al元素，重量含量為6.0％；Pa元素為0.3％；Nb元素為1.0％；Mo元素為0.4％。β相變點以上20℃，保溫20分鐘，水冷的熱處理工藝路線。機械加工出鈦合金流動比色池，表面光潔較差，為此需電解拋光，電解拋光以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，純鈦作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在30℃～40℃之間，拋光時間在1～4分鐘。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.3％，重復性＜0.005Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.005Abs/H。
實施例6合金選擇Al元素，重量含量為4.0％；Sn元素為2.0％；Pa元素為0.3％；Nb元素為1.0％；Mo元素為0.4％。采用β相變點以上20℃，保溫20分鐘，水冷的熱處理工藝路線。機械加工出鈦合金流動比色池，表面光潔較差，為此需電解拋光，電解拋光以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，純鈦作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在30℃～45℃之間，拋光時間在2～4分鐘。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.3％，重復性＜0.003Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.003Abs/H。
實施例7合金選擇Al元素，重量含量為4.0％；Sn元素為2.0％；Pa元素為0.3％；Nb元素為2.0％；Mo元素為0.4％。β相變點以上20℃，保溫20分鐘，水冷的熱處理工藝路線。電解拋光以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，純鈦作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在35℃～40℃之間，拋光時間在1～2分鐘。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.5％，重復性＜0.004Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.004Abs/H。
實施例7合金選擇Al元素，重量含量為3.0％；Sn元素為2.0％；Pa元素為0.3％；Nb元素為1.5％；Mo元素為0.4％。β相變點以上20℃，保溫20分鐘，水冷的熱處理工藝路線。機械加工出鈦合金流動比色池，表面光潔較差，為此需電解拋光，電解拋光以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，不銹鋼作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在30℃～35℃之間，拋光時間在2～5分鐘。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.4％，重復性＜0.005Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.004Abs/H。
實施例8合金選擇Al元素，重量含量為7.0％；Sn元素為2.0％；Zr元素為3.0％；Pa元素為0.3％；Nb元素為0.6.0％；Mo元素為0.4％。β相變點以上20℃，保溫20分鐘，水冷的熱處理工藝路線。電解拋光以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，純鈦作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在25℃～40℃之間，拋光時間在2～4分鐘。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.4％，重復性＜0.005Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.003Abs/H。
實施例9合金選擇Al元素，重量含量為3.0％；Sn元素為2.0％；Zr元素為1.0％；Pa元素為0.1％；Nb元素為1.0.0％；Mo元素為0.4％。采用β相變點以上20℃，保溫25分鐘，水冷的熱處理工藝路線。機械加工出鈦合金流動比色池，所制備出的鈦合金流動比色池表面光潔，滿足使用要求，且具有良好的耐蝕性。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.4％，重復性＜0.005Abs；CV＜0.25％；穩定性＜0.005Abs/H。
實施例10合金選擇Al元素，重量含量為2.0％；Sn元素為1.0％；Zr元素為2.0％；Pa元素為0.1％；Nb元素為1.0.0％；Mo元素為0.8％。采用β相變點以上20℃，保溫20分鐘，水冷的熱處理工藝路線。機械加工出鈦合金流動比色池，所制備出的鈦合金流動比色池表面光潔，滿足使用要求，且具有良好的耐蝕性。使用該比色池的生化儀，交叉污染≤0.4％，重復性＜0.004Abs；CV＜0.3％；穩定性＜0.005Abs/H。
實施例11合金選擇Al元素，重量含量為2.0％；Zr元素為1.0％；Pa元素為0.2％；Mo元素為0.4％。采用β相變點以上25℃，保溫25分鐘，空冷的熱處理工藝路線。機械加工出血紅蛋白儀用鈦合金微量流動比色池，以高氯酸、冰乙酸、硝酸、氫氟酸按50∶100∶30∶5的比例為拋光液，反應電壓為30V，不銹鋼作陰極，整個實驗用水浴加熱，溫度控制在40℃～50℃之間，拋光時間在1～3分鐘。使用該鈦合金的血紅蛋白儀液體流動性好，無氣泡，數據重復性佳。
權利要求
1.一種流動比色池，其特征在于所述比色池的基體用鈦合金材料制作，鈦合金中含有下述合金元素Al 0.3～7.0％重量；Nb、Mo之一種或兩種 0.3～4.0％重量。
2.按照權利要求1所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金中含有Pd 0.05～0.5重量％。
3.按照權利要求1或2所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金中含有Sn 0.1～6.0％重量。
4.按照權利要求1或2所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金中含有Zr 0.1～4.0％重量。
5.按照權利要求3所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金中含有Zr 0.1～4.0％重量。
6.按照權利要求1所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金中Al 0.3～1.0％重量；Nb 0.5～2.5％重量；Mo 0.2～1.5％重量。
7.按照權利要求5所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金中Al 6.0～7.0％重量；Nb 0.6～1.5％重量；Mo 0.4～2.5％重量；Pd0.1～0.5％重量；Sn3.5～6.0％重量％；Zr2.0～4.0％重量。
8.按照權利要求5所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金中Al2.0～4.0％重量；Nb0.5～1.0％重量；Mo0.4～0.8％重量；Pd0.1～0.2％重量；Sn1.0～2.5％重量％；Zr1.0～2.0％重量。
9.按照權利要求1所述流動比色池，其特征在于所用鈦合金經過β相變點至β相變點以上30℃，小于30分鐘的熱處理。
10.按照權利要求9所述流動比色池，其特征在于所述經熱處理的鈦合金加工成比色池的基體后，經過電解拋光處理，拋光液比例為高氯酸∶冰乙酸∶銷酸∶氫氟酸＝50∶100∶30∶5，反應電壓為30V，不銹鋼或鈦合金作陰極，溫度控制在30℃～50℃之間，拋光時間在1～5分鐘。
全文摘要
一種流動比色池，其特征在于所述比色池的基體用鈦合金材料制作，鈦合金中含有下述合金元素A10.3～7.0％重量；Nb、Mo之一種或兩種0.3～4.0％重量。本發明流動比色池耐腐蝕性好，內腔表面無氣孔，光潔度高，從而保證了儀器的測量數據重復性好，穩定性高。
文檔編號C22C14/00GK1746656SQ20041005038
公開日2006年3月15日 申請日期2004年9月9日 優先權日2004年9月9日
發明者張愛荔 申請人:張愛荔