Лаборант спектрального анализа. О. Г. Торонов

Наблюдая свечение вещества, можно получить интересную и ценную информацию о его химическом составе и внутреннем строении. С древнейших времен известно, например, что если в пламя костра бросить щепотку соли, то пламя окрасится в желтый цвет.

Исследовать химический состав интересующего нас объекта помогают приборы, разлагающие его свечение на совокупность светящихся линий разных длин волн, которые воспринимаются глазом как линии разных цветов. Каждый химический элемент из периодической системы элементов Д. И. Менделеева имеет определенный, только ему присущий спектр. Именно это обстоятельство и позволяет исследователям обнаруживать этот элемент в составе любых сложных и простых веществ.

Иногда спектры чрезвычайно сложны. Так, спектр железа имеет в видимом диапазоне длин волн несколько тысяч спектральных линий. Тем не менее, в настоящее время спектры почти всех химических элементов описаны, линии расшифрованы, классифицированы и точно измерены. Это и позволяет по свечению вещества определять его химический состав, то есть проводить спектральный анализ. Он является удобным, а часто и незаменимым методом быстрого и точного определения химического состава различных материалов.

Благодаря тому, что для спектрального анализа требуется мизерное количество вещества, экономятся многие килограммы редчайших веществ - индия, таллия, сурьмы. Спектральный анализ незаменим при контроле химического состава веществ непосредственно в технологических процессах (выплавке стали, получении медицинских препаратов и т. д.). Применяя переносные спектральные приборы, можно исследовать различные параметры без остановки технологических машин, то есть в рабочем состоянии. Новые возможности открывает применение современных оптических методов. Так, например, голографический способ контроля позволяет получать уникальную информацию об объемных деформациях деталей в процессе эксплуатации.

Нет ли каких отклонений?

В своей работе лаборант спектрального анализа использует спектрометры и спектрографы, квантометры и полихроматоры и другие приборы.

Для количественного анализа содержания легирующих добавок (никеля, хрома, вольфрама, молибдена и т. д., придающих стали особые физико-химические свойства) применяются спектрографы, позволяющие получать изображение спектра на фотопластинке. Лаборант готовит образец, фотографирует его свечение, проявляет фотопластинку. Затем с помощью атласа спектров идентифицирует линии нужных ему элементов. Используя специальный прибор - микрофотометр, лаборант определяет степень почернения отдельных участков фотопластинки (в местах расположения интересующих его линий). Имея кривые зависимости почернения от интенсивности и времени экспозиции, он находит интенсивности линий, а затем переводит их в концентрации элементов. Фотографическим методом можно исследовать также линии, лежащие в ультрафиолетовой области спектра и поэтому невидимые глазом.

При проведении анализа важно уметь сосредоточиваться, быть наблюдательным, внимательным и аккуратным. Так как качество исследования существенно зависит от состояния поверхности образца, то лаборанту необходимо хорошо работать на шлифовальном, отрезном и сверлильном станках.

Для проведения безошибочного анализа лаборанту требуется хорошее зрение, тренированная зрительная память на цвета, умение быстро проводить определенные математические операции, например, для учета различного рода поправок или для определения нужных величин по графикам и таблицам.

Для более точного, быстрого исследования химического состава сложных материалов используются многоканальные приборы с фотоэлектрической регистрацией (квантометры), избавляющие лаборанта от многих операций перевода одних величин в другие. В этих устройствах одновременно работает целый ряд приемников излучения (до восьмидесяти), каждый из которых настроен на длину волны какого-либо элемента. Световой сигнал от каждого канала преобразуется в электрический, который после сложной обработки печатается в виде последовательности цифр на бумаге или высвечивается на экране дисплея. Часто результаты анализа автоматически передаются на дисплеи, установленные непосредственно в цехах. Работой всех систем квантометра управляет ЭВМ. Новая сложная электронная техника предъявляет и новые требования к лаборанту. Он самостоятельно устанавливает, фокусирует и налаживает спектрографы, квантометры и другое сложное спектральное оборудование, и проекционные приборы.

Работа по изучению сложного химического состава вещества (а теперь именно их большинство) носит глубоко творческий характер. При спектральном анализе приходится учитывать целый ряд привходящих обстоятельств и условий. Поэтому на установках, действующих на разных производствах или в НИИ, отрабатываются свои специфические для данного производства методики. Составляя заключение, лаборант учитывает технологию производства деталей, их структуру (ковка или литье), состав легирующих добавок (их бывает до 20), влияние определенного процента содержания одной из добавок на другие и т. д. и тем самым каждый раз модифицирует методику исследования. Для такой работы необходим опыт, обширные знания и гибкий ум.

В лаборатории спектрального анализа чисто, светло, температура воздуха поддерживается постоянной - это необходимые условия работы электронных устройств и фотоприемников.

Поскольку спектральный анализ тесно связан с производством, то режим труда лаборантов зависит от работы цехов. В лабораториях экспресс-анализа работа ведется круглосуточно, в три смены. Труд лаборантов здесь отмечается большей психологической напряженностью, так как от результатов их работы зависит весь технологический процесс производства. При этом важно быть общительным и доброжелательным, иметь уравновешенный характер. Раздраженный, нервный человек теряет способность правильно воспринимать, например, интенсивности спектральных линий.

Овладение профессией лаборанта спектрального анализа предполагает хорошие знания химии, основ информатики и вычислительной техники. Помогают в работе навыки рисования и черчения.

Овладеть этой профессией можно в средних профессионально-технических училищах и на производстве методом индивидуального обучения под руководством опытных наставников. Ими бывают умелые работники, любящие свое дело. Получить специальное спектроскопическое образование можно в техникумах, в институтах точной механики и оптики и на физических факультетах университетов. Высшие разряды присваиваются рабочим только после окончания средних специальных учебных заведений.