原子发射光谱分析（AES），发射光谱分析，是利用试样中原子或离子发射的特征线光谱（原子发射光谱）或某些分子、基团发射的特征带光谱（分子发射光谱）的波长或强度，来检测元素的存在及其含量的一种成分分析技术。在金属材料的生产、研制以及金属零部件的失效分析中，发射光谱分析的应用十分广泛。

在金属材料成分分析及零部件失效分析中，发射光谱分析主要在两个方面：在定性分析方面，通过对几毫克样品的激发，发射光谱分析就可以检测大约70种元素。这种定性分析方法能够非常迅速地同时测定样品中的多种化学元素，这在许多失效分析中，是非常有用的。例如，在生产现场，采用手提式摄谱仪，只需很短时间就能判断零件是否混料。此外，在磨损试验中，通过对含有磨屑的润滑油进行光谱分析，就可以对磨损状态进行鉴别。在定量分析方面，主要用于钢铁材料中微量成分的定量测定（如测定钢中稀土元素的含量）。发射光谱分析法的主要特征是：

（1）发射光谱分析可同时定量测定钢中除碳以外的多种元素的含量，并在很大的含量范围内（0.001％~5％）具有很高的准确度和粗密度；

（2）发射光谱分析试样的用量很小，例如，一般溶液法为0.1~0.5mL，固体火花法及残渣法为lmg以下，电弧法为10~100mg，是一种优异的微量分析法；

（3）分析迅速，所需时间少（约30s），一个操作者可同时进行多元素分析；

（4）当试样为固体钢样时，试样的预先处理简单，只需表面研磨即可；

（5）便于用电子计算机控制分析操作过程和进行数据处理，大部分直读光谱仪，都已实现电子计算机化了。

尽管发射光谱分析技术具有许多优点，为许多化学分析实验室广泛采用，但由于发射光谱分析主要受到激发光源能量的限制，分析的准确度和再现性有待进一步提高，加之这种分析技术不能测定钢中碳、硫等元素的含量，因此，它的应用范围受到一定的限制。下表是光谱分析方法的应用。

 

光谱分析方法的应用

分析方法（缩写）

样    品

基本分析项目与应用

应 用 特 点

 

 

原子发射

光谱分析

(AES)

 

固体与液体样品，分析时被蒸发、解离为气态原子

元素定性分析、半定量分析与定量分析（可测所有金属和谱线处于真空紫外区的C、S P等非金属共七八十种元素，对于无机物分析，是最好的定性、半定量分析方法）

 

灵敏度高，准确度较高；样品用量少（只需几毫克到几十毫克)；可对样品作全元素分析，分析速度快(光电直读光谱仪只需1~2min可测20多种元素)

原子吸收

光谱分析

(AAS)

液体（固体样品配制溶液），分析时为原子蒸气

  元素定量分析（可测几乎所有金属和B、Si、Se、Te等半金属元素约70种）

灵敏度很高（特别适用于元素微量和超微量分析），准确度较高；不能作定性分析，不便于作单元素测定；仪器设备简单，操作方便，分析速度快

原子荧光

光谱分析

(AFS)

样品分析时为原子蒸气

元素定量分析（可测元素近40种）

灵敏度高；可采用非色散简单仪器；能同时进行多元素测定；痕量分析新方法；不如AES、AAS应用广泛

X射线荧光

光谱分析

(XFS)

固体

元素定性分析、半定量分析、定量分析（适用于原子字数5以上的元素）

无损检测（样品不受形状大小限制且过程中不被破坏），XFS仪实现过程自动化与分析程序化

灵敏度不够高，只能分析含量在0.0X%以上的元素