用于铁杂质检测的试剂及检测方法与流程

本发明涉及家电制造领域，具体地，涉及用于铁杂质检测的试剂及检测方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，铝管换热器的制造工艺日趋完善。目前，铝管换热器作为一种经济、轻型、高效的换热设备，在很多领域得到了广泛应用。然而，铝管换热器各铝配件若是粘有铁杂质会导致铝管换热器产生严重的电化学腐蚀，严重缩减铝管换热器的使用寿命。目前常用的检测铝管换热器中铁杂质的方法主要是采用电子显微镜及能谱仪相结合的方法。

因此，目前的用于铁杂质检测的试剂及检测方法仍有待改进。

技术实现要素：

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前，用于检测铝管换热器中铁杂质的方法普遍存在成本高以及操作复杂的问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于目前用于检测铁杂质的方法所使用的设备比较昂贵以及操作比较复杂而造成的。如前所述，目前常用的检测铝管换热器中铁杂质的方法主要是采用电子显微镜及能谱仪相结合的方法。电子显微镜及能谱仪等设备造价昂贵且操作复杂、费时，从而使得对铁杂质的检测也变得费用较高、操作复杂。而目前用于检测fe元素的试剂，也普遍需要复杂的实验步骤，才能够实现fe元素的检测。并且，目前用于检测fe元素的试剂，普遍需要对样品进行溶解。因此，不适于检测铝管换热器中的铁杂质。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

本发明的一个目的在于，提出一种能够有效控制铝管换热器上的铁杂质的试剂，为铝管换热器提供一种简单、快捷、有效的铁杂质检测方法。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于铁杂质检测的试剂。该试剂包括：2wt％～5wt％的氧化剂；2wt％～5wt％的显色剂；以及余量的水。利用该试剂检测铁杂质可以显著降低成本，并且能够对铁杂质进行准确、快速的检测。

根据本发明的实施例，所述氧化剂为强酸。由此，可以对铁杂质进行氧化，从而便于进行后续反应。

根据本发明的实施例，所述强酸为硝酸。由此，可以进一步加速对铁杂质的氧化，便于后续反应的进行。

根据本发明的实施例，所述显色剂为铁氰化钾。由此，可以通过显色剂与铁离子反应后的颜色变化，准确、快速地判断被测样品中是否含有铁杂质。

根据本发明的实施例，该试剂包括：3wt％的氧化剂；3wt％的显色剂；以及94wt％的水。由此，可以准确、快速地检测铁杂质。

根据本发明的实施例，所述试剂用于检测铝管换热器表面的铁杂质。由此，可以简单、快捷、有效地检测铁杂质。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种检测铝合金中铁杂质的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在待测铝合金表面铺设隔离膜；利用前面所述的试剂浸润所述隔离膜；根据浸润的所述隔离膜表面颜色变化，判断所述铝合金中是否含有所述铁杂质。由此，可以利用低成本且简单、快捷、有效的方法检测铁杂质。

根据本发明的实施例，所述隔离膜为透明或白色透水膜。由此，便于观察反应之后的颜色变化，从而判断铁杂质是否存在。

根据本发明的实施例，将所述试剂喷洒至所述隔离膜表面，使所述隔离膜完全被所述试剂浸润。由此，可以使反应充分进行，同时可以避免试剂将铁杂质颗粒冲刷流动到其他位置影响分析判断。

根据本发明的实施例，该方法包括：将所述隔离膜浸润1分钟之后，判断述隔离膜表面颜色变化。由此，可以使反应充分进行，便于观察。

附图说明

图1显示了试剂成分区域示意图；

图2显示了根据本发明一个实施例的检测铁杂质方法的流程示意图；

图3显示了对比例1的检测结果示意图；

图4显示了对比例2的检测结果示意图；以及

图5显示了实施例1的检测结果示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出一种用于铁杂质检测的试剂。根据本发明的实施例，该试剂包括：2wt％～5wt％的氧化剂，2wt％～5wt％的显色剂，以及余量的水。利用该试剂检测铁杂质可以显著降低成本，并且能够对铁杂质进行准确、快速的检测。

为了便于理解，首先对该试剂能够检测铁杂质的原理进行简单说明：

如前所述，目前用于检测铝管换热器中铁杂质的方法多采用电子显微镜及能谱仪相结合的方法。该方法投资较大，操作也较复杂、费时，因此急需一种简单、快捷、有效的检测方法来检测铝合金中的铁杂质。根据本发明的实施例，利用试剂来对铝合金中的铁杂质进行检测。该试剂由氧化剂、显色剂以及余量的水构成，首先利用氧化剂对铁杂质进行氧化，以便显色剂与铁杂质的氧化产物发生显示反应，从而可以判断待测物质中是否含有铁杂质。例如，根据本发明的具体实施例，氧化剂可以与fe反应产生三价铁离子(fe³⁺)，随后利用三价铁离子与铁的反应产生二价铁离子(fe²⁺)，最后利用能与二价铁离子产生显色反应的显色剂与二价铁离子反应，通过观察最终反应发生的颜色变化来判断被测样品中是否含有铁杂质。由于该试剂中的所有组成药剂均为常用的药剂，所以利用该试剂对铝合金中的铁杂质进行检测显著降低了检测成本。此外，与传统的利用电子显微镜与能谱仪相结合的方法相比，利用该试剂对铝合金中的铁杂质进行检测，具有简单、快速、准确以及有效等优点。

下面根据本发明的具体实施例，对该试剂的各种成分进行详细说明：

关于本试剂中氧化剂的种类不受特别限制。例如，根据本发明的实施例，氧化剂可以为强酸。具体地，该强酸可以为硝酸。硝酸通过与铁杂质进行反应，产生三价铁离子，从而便于后续反应的进行。硝酸与铁发生的反应如下：

fe+4hno3＝fe(no3)3+no↑+2h2o

关于本试剂中显色剂的种类也不受特别限制，只要能与铁离子发生显色反应即可，本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如，根据本发明的实施例，显色剂可以为铁氰化钾(k3[fe(cn)6])。本领域技术人员能够理解的是，铁氰化钾溶液中含有[fe(cn)6]^3-配离子，该离子可以与二价铁离子进行反应生成蓝色沉淀fe3[fe(cn)6]2。由此，可以通过观察最终反应的颜色，便可以快速判断被检测物质中是否含有铁杂质。铁氰化钾与二价铁离子发生的反应如下：

3fe²⁺+2[fe(cn)6]^3-＝fe3[fe(cn)6]2↓

需要说明的是，铁氰化钾与二价铁离子产生蓝色沉淀反应中的二价铁离子，是通过三价铁离子(由硝酸与铁反应产生)与铁(被检测对象)发生反应形成的。由此，可以通过上述三个反应完成铁杂质到蓝色fe3[fe(cn)6]2的转换，从而便于肉眼观察，判断是否有铁杂质的存在。三价铁离子与铁发生的反应如下：

fe+2fe(no3)3＝3fe(no3)2

需要说明的是，为了能够准确、快速地检测铁杂质，关键是需要对试剂中各药剂的含量进行控制。由于铁氰化钾在阳光照射、高温或酸性环境下会产生有剧毒的氢氰酸。因此，为了将实验控制在比较安全的范围内，本发明采用了较大量的水稀释成溶度较稀的试剂。也即是说，试剂中的水含量在90％以上。此外，为了确保能够在被测样品铁杂质的局部形成铁过量，以达到形成二价铁离子的条件，需要尽可能将硝酸的含量控制在较少的范围。需要说明的是，在试剂的成分中，对测试效果稳定性影响较大的是铁氰化钾的含量。发明人经过深入研究以及大量实验发现，当铁氰化钾过量时，会在被测样品上形成成片的蓝色斑纹，从而无法准确地判断铁杂质是否存在，以及即便存在铁杂质也无法准确地判断铁杂质存在的位置；而当铁氰化钾含量过低时，被测样品表面无法看到铁杂质变成蓝色，从而也就无法判断是否有铁杂质存在。

根据本发明的实施例，氧化剂的含量可以为2wt％～5wt％，显色剂的含量可以为2wt％～5wt％，剩余的即为水的含量。也即是说，根据本发明的具体实施例，硝酸的含量可以为2wt％～5wt％，铁氰化钾的含量可以为2wt％～5wt％。关于硝酸以及铁氰化钾的含量关系，根据本发明的实施例，参考图1，当硝酸的含量在2wt％以下时，无论铁氰化钾的含量为多少，均不能够发生显色反应，即图中所示出的无效区域。需要说明的是，此处的“无效区域”是由硝酸含量过少造成的，硝酸含量过少导致反应不能充分进行，进而不能检测到铁杂质是否存在。类似的，当铁氰化钾的含量在2wt％以下时，无论硝酸的含量为多少也均为无效区域。此处的“无效区域”是由铁氰化钾含量过少造成的，铁氰化钾含量过少导致最终产生的蓝色物质较少，从而也不好判断被测样品中是否含有铁杂质。而当硝酸的含量大于5wt％，同时铁氰化钾的含量大于2wt％时，则为危险区域。此处的“危险区域”是由硝酸过量造成的，硝酸过量就无法产生可与铁氰化钾发生反应的二价铁离子，而直接生产三价铁离子，从而也无法判断被测样品中是否含有铁杂质。类似的，当硝酸的含量在2wt％～5wt％之间，同时铁氰化钾的含量大于5wt％时，也处于危险区域。此处的“危险区域”是由铁氰化钾过量造成的，铁氰化钾过量会产生大量的蓝色斑纹，从而也无法判断被测样品中是否含有铁杂质。当硝酸含量在2wt％～5wt％之间，同时铁氰化钾的含量也在2wt％～5wt％之间时，检测效果较好，为推荐区域。也即是说，利用由含量在上述范围内的硝酸、铁氰化钾以及余量的水构成的试剂，可以准确、有效的检测铁杂质。根据本发明的一个优选实施例，该试剂包括：3wt％的氧化剂，3wt％的显色剂，以及94wt％的水。

当试剂的含量在上述范围内时，即便待测样品(如铝管换热器等)表面存在油污等干扰物质，仍旧能够快速的通过肉眼，实现fe杂质的检测。由此，可以简化样品前处理工艺，缩短检测时长，进一步降低检测成本。

总的来说，上述试剂具有以下优点的至少之一：

(1)该试剂由常用药剂构成，因此价格便宜；

(2)显色反应明显，可以通过肉眼实现检测；

(3)反应迅速，缩短检测时长；

(4)操作简单，节省检测成本。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种检测铝合金中铁杂质的方法。根据本发明的实施例，参考图2，该方法包括：

s100：在待测铝合金表面铺设隔离膜

根据本发明的实施例，在该步骤中，在待测铝合金表面铺设隔离膜。发明人在实验过程中发现，流动的试剂会冲刷铝合金表面的杂质颗粒，从而使杂质颗粒流动到其他位置，进而影响判断。因此在铝合金表面加入试剂之前需要在铝合金表面铺设一层隔离膜，从而可以准确判断铁杂质存在的位置。关于隔离膜的种类不受特别限制，只要为透明或白色透水膜即可，本领域技术人员可以根据具体情况进行设计。例如，隔离膜可以为纸巾、纱布或者滤纸等。由此，便于观察反应之后的颜色变化。

s200：利用试剂浸润隔离膜

根据本发明的实施例，在该步骤中，利用试剂浸润隔离膜。根据本发明的具体实施例，将试剂喷洒至隔离膜表面，使隔离膜完全被浸润。需要说明的是，“完全浸润”是指隔离膜被试剂浸润到质量不再增加且不存在滴试剂的状态。从而可以避免因试剂过少导致的反应不充分的问题，还可以避免因试剂过多导致的试剂冲刷铁杂质颗粒无法准确判断铁杂质颗粒位置的问题。由此，可以使反应充分进行，便于观察。

s300：根据隔离膜表面颜色变化，判断铝合金中是否含有铁杂质

根据本发明的实施例，在该步骤中，观察隔离膜表面颜色变化，判断铝合金中是否含有铁杂质。上述试剂的显色反应较为迅速，因此在检测过程中，仅需很短的时间，既可以确定样品中是否含有fe杂质。根据本发明的具体实施例，待隔离膜浸润1分钟之后，显色反应即能够完全发生，即可以对隔离膜表面的颜色进行观察。由此，可以准确判断铁杂质是否存在，以及铁杂质存在的具体位置。

下面通过具体的实施例对本发明的方案进行说明，需要说明的是，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

用于检测铁杂质的试剂包括：3wt％的硝酸，3wt％的铁氰化钾，以及94wt％的水。利用该试剂对铝合金表面的铁杂质进行检测。首先在铝合金管表面铺设一层滤纸，随后利用已经制备好的上述试剂喷洒到滤纸上，并且使滤纸被试剂完全浸润，待反应1分钟之后观察滤纸表面颜色的变化。参考图5，利用上述试剂浸润滤纸之后，被测样品表面能够观察到蓝色物质(图中圆中的物质)，由此利用本发明中的试剂，可以快速、准确、简单、有效的检测铝合金管中的铁杂质，节省了成本。

对比例1

用于检测铁杂质的试剂包括：3wt％的硝酸，7wt％的铁氰化钾，以及90wt％的水。利用该试剂对铝合金表面的铁杂质进行检测。首先在铝合金管表面铺设一层滤纸，随后利用已经制备好的上述试剂喷洒到滤纸上，并且使滤纸被试剂完全浸润，待反应1分钟之后观察滤纸表面颜色的变化。参考图3，利用上述试剂浸润滤纸之后，被测样品上形成成片的蓝色斑纹，这主要是由于铁氰化钾过量造成的，无法准确检测铝合金管表面是否含有铁杂质。

对比例2

用于检测铁杂质的试剂包括：3wt％的硝酸，1wt％的铁氰化钾，以及96wt％的水。利用该试剂对铝合金表面的铁杂质进行检测。首先在铝合金管表面铺设一层滤纸，随后利用已经制备好的上述试剂喷洒到滤纸上，并且使滤纸被试剂完全浸润，待反应1分钟之后观察滤纸表面颜色的变化。参考图4，利用上述试剂浸润滤纸之后，被测样品表面无变化，这主要是由于铁氰化钾含量过少造成的，无法观察到铁杂质变成蓝色。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。