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烧减量检测

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发布时间：2025-07-20 06:26:45 更新时间：2025-07-19 06:26:45

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

烧减量检测概述

烧减量检测（Loss on Ignition, LOI）是一种广泛应用于材料科学、地质学、化学工程和环境监测领域的基础测试方法。它通过测量样品在高温灼烧过程中质量损失的比例，来测定样品中挥发物的含量，如水分、有机物、碳酸盐或其他易分解化合物。这种检测不仅操作简单、成本低廉，还能快速提供材料的组成信息，对于质量控制、研究分析和标准合规性至关重要。在建筑材料测试中，烧减量检测常用于评估水泥、石灰、骨料和陶瓷的纯度及稳定性；在地质勘探中，它帮助分析土壤、岩石和矿石的有机质含量及风化程度；在环境工程中，可监测土壤污染或废物处理效果。此外，烧减量检测的原理基于热重分析（TGA），样品在特定温度下加热后失去的质量百分比直接反映了其挥发性成分，这使得它在石油化工、冶金和食品工业等领域也得到广泛应用。尽管方法简单，但检测结果对样品的制备、温度控制和仪器精度有严格要求，以确保数据的可靠性和可重复性。

检测项目

在烧减量检测中，核心检测项目是样品在指定高温下灼烧后损失的质量百分比（% LOI），具体取决于样品类型和应用场景。主要项目包括：水分损失（通常在105°C下测定，适用于测定吸附水或游离水）、有机物烧失（在450-550°C范围内，用于评估有机质含量，如土壤或生物材料中的腐殖质）、碳酸盐分解（在750-950°C高温下，测量碳酸盐矿物如碳酸钙的分解量）以及其他挥发性化合物（如硫化物或氯化物）。针对不同行业，项目可能细化：例如在水泥测试中，项目聚焦总挥发物含量；在地质样品中，重点是有机碳或无机碳的量化。这些项目需结合样品初始质量和灼烧后残留物质量进行计算，公式为：LOI (%) = [(初始质量 - 灼烧后质量) / 初始质量] × 100%。项目选择依据国家标准或行业规范，确保数据可比性和实用性。

检测仪器

烧减量检测依赖多种精密仪器以确保准确性和安全性，核心设备包括：1. 马弗炉（Muffle Furnace）：用于在控制温度下灼烧样品，温度范围通常设置为950°C至1000°C，需具备精确温控系统（±10°C精度）和均匀加热功能。2. 分析天平（Analytical Balance）：用于精确称量样品和坩埚，精度要求高（通常为0.0001g），以确保质量测量误差最小化。3. 坩埚（Crucible）：耐高温容器，常见材料包括陶瓷、铂金或石英，用于盛放样品，需耐腐蚀并防止污染。4. 干燥器（Desiccator）：用于冷却灼烧后的样品，内置干燥剂如硅胶，以避免水分吸收干扰结果。辅助设备包括：坩埚钳（用于安全操作）、手套和护目镜（安全防护）、以及研磨设备（用于样品预处理，确保均匀颗粒）。仪器选择需符合检测标准，例如马弗炉的升温速率和冷却时间需严格控制，以避免热冲击误差。

检测方法

烧减量检测的标准方法遵循系统化步骤，确保结果的可靠性和可重复性，基本流程如下：1. 样品准备：将代表性样品研磨至细粉（通常通过100目筛），均匀混合以消除异质性，并在105°C下预干燥（针对水分含量高的样品）。2. 初始称重：使用分析天平称量空坩埚质量（记为W1），然后加入1-2g样品并称重（记为W2）。3. 灼烧过程：将坩埚放入预热至目标温度的马弗炉中（例如950°C），保持1-2小时（时间依标准而定），确保完全分解挥发性成分。4. 冷却处理：取出坩埚后立即放入干燥器，冷却至室温（约30分钟），防止环境湿气影响。5. 最终称重：称取坩埚和残留物的总质量（记为W3）。6. 计算与报告：应用公式计算烧减量：LOI (%) = [(W2 - W3) / (W2 - W1)] × 100%。需重复测试至少3次取平均值，并记录温度、时间等参数。方法关键点包括：避免样品飞溅或氧化、确保炉内气氛控制（如惰性气体用于敏感样品），以及校准仪器以减少系统误差。

检测标准

烧减量检测需严格遵循国际和国家标准，以确保全球一致性和数据可比性，主要标准包括：1. ASTM标准：如ASTM D7348（用于土壤和岩石的烧失量测定），规定了温度950°C、灼烧时间1小时等细节；ASTM C114（水泥测试标准）涵盖了烧减量方法。2. ISO标准：如ISO 3262（颜料和填料的烧失量测试），定义了温度范围（如1000°C）和样品处理规程；ISO 10694（土壤有机碳测定）结合烧减量法。3. 中国国家标准（GB）：如GB/T 176（水泥化学分析方法），明确烧减量测试步骤；GB/T 14506（硅酸盐岩石分析）适用于地质样品。4. 欧洲标准（EN）：如EN 196-2（水泥测试），要求温度975°C和重复性误差控制。这些标准详述了仪器校准、精度要求（如相对标准偏差<1%）、样品量和报告格式，确保检测结果的科学性和合规性。实验室需定期进行内部审核和外部认证（如ISO/IEC 17025），以维护标准执行。

总之，烧减量检测作为一种高效的测试手段，通过标准化项目、仪器、方法和标准，为各行业提供关键的质量控制数据。其简便性和经济性使其成为材料分析不可或缺的工具，但在应用中需注意环境因素和样品特性，以优化检测精度和安全性。