本文结合九十年代前期国内外的一些文献，对金属中气体成分分析的几个方面进行了概略的分析叙述。1 氢
进入九十年代，对测定金属中氢的方法进行了大量的研究〔9～11〕。惰气加热法已得到广泛的应用与重视，随着方法的改进，与其相适应的仪器也应运而生，并不断的提高与完善〔12～15〕。
近年来，测定有色金属中氢的方法越来越多的报道。随着现代化工业及国防技术的发展，轻金属铝及铝合金材料的大量使用，而测定其中氢的研究尤受重视。对于固体铝及其合金中氢的测定，中科院金属研究所使用法国的ithac2002型氮载气熔融法自动快速定氢仪测定铝镁合金〔16〕及铝锂合金〔17,18〕中的氢，其测定的相对误差都<5%,同时对熔样条件、取样量、熔化电流等方面进行了研究。对于铝液中氢含量的测定方法〔19〕主要有straube-pfeiffer检验（真空气体检验），egas法（惰性气体循环法），*气泡法，直接抽取法，浓差电池法，这些方法对铸态铝合金提供了有利的工艺条件。对于测定重金属中氢的方法也不断地被研究。易桂华利用同样的ithac-2002仪器测定金属铬中的氢〔20〕。szokefalvi-nagy等〔21〕使用局部压力传感器连续测定熔融铜中的氢含量，他们通过这种传感器将熔融金属中释放的氢气与其它气体分开，与质谱仪联用测定氢含量。张小英，陈鹏〔22〕利用h2a-2002定氢仪对几种充氢及未充氢的铜合金样品中氢含量的测定进行了比较。通过实验，确定了定氢温度800℃为*，这对铜合金材料中充氢工艺有很大指导意义。
对于钢中氢的测定近期有使用eah-220常规定氢仪测定钢中的游离（free）氢及束缚（bound）氢〔23〕，其温度从600℃逐渐升至2500℃。还有使用一种*测钢中氢，即：使用（无坩埚）悬浮熔融法测钢中的氢〔24〕，这种方法是首先选择适当的功率及频率，使一个圆柱形钢样在磁场中悬浮熔融，1min内氢可以被*抽出，然后通过热导池进行测量氢的含量，在0.4～0.6g/g内有较好的线性关系，此方法的特点:即钢样熔化时不接触坩埚，无污染，空白值低,是一种比较新的方法。
测定稀有金属中的氢也有所报道，测定时多采用熔浴法（浴池法），在脉冲加热浴池法测定钛及其合金中氢的研究中〔25〕，比较了钛中氢在用钢，镍，锡作为浴池及无浴池中抽取率和空白值，同时评述了使用各种熔浴的情况及各自的优缺点，还讨论了石墨坩埚的选择。刁伟涛〔26〕采用qcy-2氢测定仪研究了稀有金属：钛，锆，铌和钽中氢的测定方法，通过测定标准试样钛，铌，钽及试样锆中氢的结果的准确度和精度，确定适当的分析条件，并讨论了影响分析结果的因素，从热化学理论角度进行了解释，方法灵敏度为0.01ppm,准确度为0.1%～5.3%,精度为0.6%～10.9%。
由于各种因素样品易受污染，而导致氢的带入，有必要对测定金属中氢的一些辅助工作（试样处理，标样制备，助熔剂选择）等方面，进行更仔细深入的研究。
2 氮
七十年代前。国内金属中氮的分析以凯氏蒸馏法为经典方法和主要方法。随着科学技术的不断发展，测定氮在化学法和仪器法上都有较大的进展〔27〕。化学法出现了库仑滴定法，惰性气体碱熔法，氨气敏电极法，微循环法等。仪器法中进展zui快的为脉冲法。由于金属中的氮易与高熔点金属形成较难分解的氮化物，对于测定低含量的氮，需要较高的温度和较好的助熔剂，才能将氮*的提取出来。这样，脉冲加热法为其提供了有利的条件。一系列新的定氮仪不断的推出，使得仪器法测定氮得到了很大的应用与发展。
近年来，为了适应各方面的快速分析，测定金属中氮的仪器方法层出不穷。如“工业上快速分析金属中氮”一文〔28〕中介绍了在氦气流中于3000℃熔化试样，氮气通过500～550℃的粒状氧化铜，将伴同的水和二氧化碳分别用高氯酸镁和碱石棉剂吸收，利用热导系数测量残余气体中的氮含量，金属中0.001%～0.5%氮的校正曲线为直线，检出限0.0001%,分析时间<2min。同时，还有使用改进的载气熔融法测定粉末冶金材料中的氮、氧、氩〔29〕，将充填分子筛不锈钢柱安装于noa2003型氮氧测定仪（leyboldag.rosemount美国），位于co2和h2o吸收管和热导检测器之间，在约2400℃时，测定氮，氮的检出限为0.5g,分析时间为3min。另一种新的makrocns-2000的分析器〔30〕测定经处理过的1g金属样品，通氧燃烧后，放出二氧化碳，二氧化硫及氮的氧化物，使它们彼此分开后用氧化铜除氧，根据其热导率测定氮的含量。此仪器测氮的范围为0.087%～6.1%,并且可在5min内进行碳、硫、氮的全分析。在“金属工业中的现代氧，氮仪器“一文中〔31〕，比较系统地介绍了一些现代仪器，能定量地测定黑色及有色金属材料中的气体，1ppm的氧、氮在1min内可以同时测定。近期，发展较快的是脉冲惰气熔融，以红外线吸收法和热导池进行检测的方法。同时还有利用laser-ms（激光质谱）法测定金属合金中的氮〔32〕，随着研究的不断深入，仪器的发展将会更为*。
九十年代期间，测定钢铁中氮的方法逐步趋向于快速、简便。首先，人们研究了钢中氮的扩散作用，以便更有效的提取氮。如：奥氏体铬镍钢中氮扩散作用的研究〔33〕，利用氮的这一作用，简便快速的确定钢中氮。利用流动注射（fia）法，用气体扩散分离及分光光度法测定钢中氮〔34〕。用气体扩散流动注射波导毛细管分光光度计测定钢中痕量氮〔35〕。德国的brandto.用laser-supported（激光支撑）技术确定钢中的碳、硫、氮〔36〕。这种技术是首先用催化剂氧化钢样，通过红外吸收，使用激光光束和一个hgcdte探测器获得信息储存并显示于示波器上，整个仪器使用氩气作为载气。这种方法被视为一种的测定方法，不需要校正。同时，俄国的shubinas.b.对还原熔化法测钢中含碳量的准确度〔37〕和度〔38〕进行了研究。人们研究了测定钢中极低量氮的可能性和局限性〔39〕。综述讨论了取样、制样和分析，操作条件对测定结果的影响，石墨坩埚测定钢中氮的应用〔40〕。随着近代工业对高质量钢铁的大量需求，对钢铁中氮的研究将会更加深入。
3 氧
在七十年代以前，真空熔化法是zui通用、zui满意的测定金属中氧的方法。但由于设备繁杂，操作不便，分析周期长等缺点，到了七十年代，人们使用惰性气氛熔融法测定金属中的氧，首先使样品在石墨坩埚中熔融，产生的气体随惰性载气流入红外检测器中进行测量。一般测金属及合金中高含量的氧，是直接检测产生的一氧化碳，而测定低含量的氧，是检测产生的二氧化碳（或将二氧化碳转化为一氧化碳），这种方法测得的结果令人满意。进入八十年代，惰气熔化法已被广泛的应用，且不断完善，使用这种方法测定的仪器也有较大的进步〔41～43〕。
为了更好地完善惰气熔融法测定金属中的氧，需要寻找较好的助熔剂。如：测定金属铝中氧须依赖于铂浴或铂助熔剂。由于铂价格昂贵，难以推广。近年来国内外采用以锡、镍、碳为主的三元浴或锡-钛-镍-碳四元浴及助熔剂测定铝中氧，三氧化二铝的回收率接近100%。朱跃进等在前人工作的基础上，设计了锡-镍-铁-铜-碳五元浴，测定结果表明五元浴优于四元浴〔44〕。
关于测定铜、铅等重有色金属中氧的方法研究得较多。铜在有色金属中占有重大比例，铜中氧的含量直接关系到铜质量的优劣，所以准确的测定铜中的氧是非常必要的。测定铜中氧的方法，有金相法、损氢法、化学法、直读光谱法、中子活化法、浓差电池法和真空熔融法等。目前应用zui多的是惰气熔融法〔45,46〕。叶信火在还原熔融法测定铜中氧〔47〕时，介绍了试样的处理和保存、空白的降低、助熔剂的选择和使用及熔融提取中出现co2的问题等。*了一些标样并提出了若干建议，对于测定纯铜及无氧铜中的ppm级的氧，有采用美国leco公司生产的仪器ro-316定氧仪〔48〕，ro-416dr定氧仪〔49〕测定，测得结果令人满意。在这些文章中同时还对试样的加工、表面抛光技术进行了研究。日本的nishit。等〔50〕是在引入样品前，于2000k和0.1pa使石墨坩埚脱气2h,检出限为0.3g,并提出了改善精密度的方法。刘若鸣等〔51〕对金属铅及氧化物在tc436氮/氧分析仪的石墨炉内的反应情况进行研究。保证从石墨炉中流出的气体中不存在二氧化碳，尽量减少挥发铅对管道的污染，确定了测定金属铅中氧的*温度为1600±50℃。傅肃嘉〔52〕等人还进行了金属铬粉表面含氧量的测定，对破碎铬粉、氩气中预脱气铬粉及氢气中还原铬粉的体积和表面含氧量，在国产kljs-405微机控制定氧仪上进行了测定。
随着科技的不断发展，人们对稀有金属的利用率越来越高，所以对测定稀有金属中气体杂质有较深入的研究〔53〕。稀有金属具有化学性质十分活泼，表面极易氧化，蒸气压高等特点，致使测定其中氧有很大的困难。在这方面，俄国的petrov.p.n.〔54〕介绍了一些测定条件，选择出钛、钇、铽、铒、钐、镝*熔融温度是1750～2050℃，样品的释放系数大为改善，检测限为0.001%～0.003%。张之翔对稀有金属中的氧进行研究〔55〕，使用ro-416dr脉冲仪详细研究了钛、锆、铪、钽、铌及合金中氧的测定。实验选用镍篮作为助熔剂，助熔剂量和试样量之比对钛、锆、铪、钽、铌分别为7,7,15,8,8时，氧气释放*。该文还详细研究了分析电流和时间对氧释放的影响，对各种试样提出了*测定条件，利用该法分析标样，结果与标定值一致。
4 碳和硫
碳、硫以各种形式广泛的存在于自然界中，对于金属来说，碳、硫的含量是衡量金属质量优劣的重要指标。一般分析金属、陶瓷等物质中碳、硫元素含量的方法有重量法、气体容量法、非水碘量法、直读光谱法及红外气体分析法。近年来在上，红外气体分析技术发展很快，它具备分析速度快、准确性好、范围广、稳定可靠等优点，特别在超低碳、硫含量的测定〔56～59〕，非金属材料碳、硫的测定方面有明显优势，显示出红外气体分析仪的*优点。自八十年代以来，我国引进了多种型号的红外碳硫分析仪〔60,61〕，在生产和科研部门满足了对常规碳硫的快速、准确的要求。同时，国产的红外碳硫仪不断涌现〔62～64〕。九十年代这种方法更趋完善。初期，国外的科研工作者对测定金属中碳硫进行了大量的评述。如：日本的bankouichi〔65〕综述了金属（钢及高纯铜）脉冲高频氧化，通过红外吸收测定碳硫。同时，还介绍了有关碳硫的吸附问题〔66〕。德国学者kupkajohannes〔67〕评述了确定金属中碳硫的各种方法及样品表面处理等技术，还介绍了一种快速分析碳硫的方法，碳、硫的测量范围分别>1g/g和>3g/g,分析数据由pc机控制完成。一些样品（钢，铸铁，铁合金，铜，青铜，铝，玻璃，陶瓷等）在氧气氛下高频反应炉中产生co2,so2用红外法检测碳硫的含量。俄国学者ivanovyu.a.〔68〕对测定金属中碳硫的分析仪器进行了综述，主要介绍以库仑或红外测量为主的仪器，并且举例采用aus-7544分析仪测定每个试样（<1g），分析时间为2～3min。一些文献还对金属及合金标准物质中碳、硫进行分析校正。刘颂禹等介绍了使用高纯钢作为助熔剂测定稀散金属碲中的微量硫〔69〕。
目前，钢铁工业迅猛发展，碳、硫作为杂质严重影响钢铁的质量，所以测定钢铁中碳硫杂质是非常必要的。红外分析法是测定钢铁中碳硫的*方法。澳大利亚〔70,71〕，英国〔72〕已建立了用红外法测钢铁中碳、硫的方法，并作为国家标准方法，同时宋维第〔73〕介绍了将样品通过高频感应炉氧化，用红外吸收法检测，其中对净化时间、空白测定及坩埚脱碳进行研究，净化时间为45s,分析时间为30s,可测到10ppm的碳。有使用ccs-140ir分析仪测钢中碳硫〔74〕。寻找更好的助熔剂和降低空白值可更好的完善红外法，这方面的研究不断地进行。一些文献对助熔剂进行了研究，如：比较了四种助熔剂在测定钢铁中碳硫的作用〔75〕，实验证明，钨是的测定碳硫的助熔剂，对于0.5g的碳钢，生铁，高碳铬钢分别加钨1.0,1.5,2.0g可获得较好的效果，而对于碳的测定，铜是钨+锡，铜，锡三者中的。硫的测定采用钨+锡，较铜+锡好。
过去稀土金属应用比较少，许多杂质元素没有技术指标，现在却提出了较高的要求。为了加强生产工艺控制，确保产品质量，对稀土金属中碳硫的测定进行了许多实验。钟其云使用cs-144高频红外仪测定稀土材料中碳硫的含量〔76,77〕。它是使样品（0.1～0.5g）与2.3～3g钨粒或钨-锡-铁作为熔剂，在一个氧气流速为3.31l/min的氧气罐中，加热压力为78.4kpa,分析碳硫的时间分别为50s,60s,其中对于钽和三氧化镧用钨粒作熔剂，对镝、钐用钨-锡-铁，碳硫相对标准偏差<1.3%和1.8%。在稀土金属领域中将会吸引更多的科研工作者投入大量的精力，研制出性能更优越的材料。
从九十年代前期的文献中可以看出，金属中气体分析逐渐从化学法及单一的气体元素分析不断向仪器分析及多元素同时分析的方向发展。如：美国leco公司的丹尼斯。劳仑斯〔78〕介绍了一些当今世界上比较*的测定高纯基金属中c,s,o,n,h的仪器分析方法，同时美国的leco公司及其他公司生产的各种氢、氧、氮、碳、硫分析仪也不断的更新换代，向前发展〔79～81〕。随着气体分析方法的不断进步，在冶金工业上，将使用快速、准确、高度自动化的方法及仪器，实现金属冶炼过程中气体元素的在线分析〔82,83〕，从而及时的产出符合要求的产品。另外，今后金属中气体分析还将在各种标准物质的研制〔84〕及金属中气体元素的痕量分析、状态分析、区域分析等方面进行深入研究，以满足各种材料的需要。
作者单位：沈阳冶炼厂理化检验中心，沈阳，110025