化学检验员金属材料及非金属材料采样
化学检验员在对金属材料和非金属材料进行成分分析前，科学、规范的采样是确保检测结果具有代表性、准确性和法律效力的关键前提。两类材料物理性质、均匀性、加工状态差异大，采样方法截然不同。
以下从采样原则、具体操作、注意事项及标准依据等方面，系统阐述化学检验员应掌握的采样技术。
一、通用采样原则（适用于所有材料）
代表性：样品能真实反映整批物料的平均成分；
避免污染：采样工具、容器不得引入目标元素（如测痕量Fe时禁用钢制工具）；
防止损失：易氧化、挥发组分需特殊保护；
可追溯性：记录采样点位、时间、方法、人员、环境；
安全第一：佩戴防护装备，遵守现场安全规程。
二、金属材料采样
（一）适用对象
铸锭、板材、棒材、线材、锻件、粉末、屑料等；
常见材质：碳钢、不锈钢、铝合金、铜合金、钛合金、高温合金等。
（二）采样方法
| 材料状态 | 推荐采样方式 | 操作要点 |
|---|---|---|
| 固体块状（铸锭、板材） | 钻取法 / 铣削法 | - 使用硬质合金钻头（避免引入Fe、Cr）； - 在多个部位（中心、1/2半径、边缘）钻取； - 弃去表面氧化层，收集内部金属屑； - 钻速不宜过高，防止过热氧化。 |
| 棒材/线材 | 车削或剪切 | - 车削收集螺旋状屑； - 剪切后取横截面中心部分。 |
| 金属粉末 | 四分法缩分 | - 充分混匀； - 用洁净塑料铲取对角两份，重复至所需量（通常≥100 g）。 |
| 熔融金属（现场） | 取样勺浇铸 | - 使用预热干燥的石墨/陶瓷取样勺； - 浇入金属模，冷却后作为试样。 |
（三）关键注意事项
禁用普通碳钢工具：测Al、Mg、Ti等活泼金属时，必须用不锈钢或硬质合金工具；
防氧化：高温合金、稀土金属屑应密封于惰性气体袋或加抗氧化剂；
粒度控制：屑样应过筛（如40–60目），保证消解均匀；
标识清晰：样品袋标注炉号、部位、采样人、日期。
✅ 标准依据：
GB/T 20066《钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法》
GB/T 12790《金属材料 化学分析用试样的制备通则》
ASTM E59《Standard Practice for Sampling Steel and Iron for Chemical Analysis》
三、非金属材料采样
（一）适用对象
矿石、土壤、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、耐火材料、化工原料等。
（二）采样方法
| 材料类型 | 采样策略 | 操作要点 |
|---|---|---|
| 矿石/岩石 | 多点网格采样 + 破碎缩分 | - 按地质单元布点； - 用不锈钢锤破碎至<5 mm； - 采用圆锥四分法或旋转分样器缩分至分析样（通常200–500 g）。 |
| 土壤 | S形或梅花形布点 | - 去除表层杂物； - 用不锈钢铲取0–20 cm混合样； - 避免铁铲污染（测重金属时用竹/塑料铲）； - 冷藏保存（4℃），24h内处理。 |
| 塑料/橡胶颗粒 | 混合后随机取样 | - 充分搅拌大包装内容物； - 用洁净塑料勺多点取样； - 缩分至50–100 g，避光密封。 |
| 粉末状化工品（如碳酸钙、硅微粉） | 分层取样 | - 从上、中、下三层取等量； - 混匀后四分法缩分； - 防吸湿（快速操作，密封保存）。 |
| 玻璃/陶瓷碎片 | 粉碎后均化 | - 用玛瑙研钵或陶瓷球磨机粉碎； - 过筛（如200目）； - 避免金属研磨介质污染。 |
（三）关键注意事项
材质匹配工具：
测Si、Al、Na → 禁用玻璃器皿，改用聚乙烯或PTFE容器；
测重金属 → 禁用金属工具，使用塑料/陶瓷/竹制器具；
防污染重点：
实验室灰尘含Zn、Pb，采样应在洁净环境进行；
手套选择无粉丁腈手套，避免滑石粉污染。
保存条件：
易潮解样品（如CaCl₂）→ 干燥器保存；
有机非金属（如塑料）→ 避光防老化。
✅ 标准依据：
HJ/T 166《土壤环境监测技术规范》
GB/T 2007《散装矿产品取样、制样通则》
ISO 12743《Copper, lead, zinc and nickel concentrates — Sampling and sample preparation》
四、采样量参考（最低要求）
| 材料类型 | 建议最小采样量 | 说明 |
|---|---|---|
| 金属屑 | 50–100 g | 满足主成分+痕量元素分析 |
| 矿石 | 200–500 g | 经破碎缩分后得分析样50 g |
| 土壤 | 1000 g（湿重） | 风干后约500 g，满足多项目检测 |
| 塑料颗粒 | 100 g | 均匀性好，量可略少 |
| 粉末化工品 | 200 g | 防局部偏析 |
⚠️ 实际采样量应 ≥ 检测用量 + 平行样 + 留样（通常3倍）
五、采样记录必备信息
化学检验员或采样人必须填写《采样记录单》，包括：
样品名称、批号/炉号；
采样地点、GPS坐标（野外）；
采样方法、工具材质；
样品外观描述（颜色、粒度、湿度）；
保存方式（冷藏、密封、避光）；
采样人、日期、天气（室外）。
六、常见错误与规避
| 错误做法 | 正确做法 |
|---|---|
| 仅取表面样 | 多点、分层、混合取样 |
| 用铁铲取土壤测Pb | 改用塑料/竹铲 |
| 金属屑未去氧化层 | 钻取时弃去前段，收集中段新鲜屑 |
| 样品敞口放置 | 立即密封，贴标签 |
| 未记录采样位置 | 绘制采样点位图或拍照 |
七、总结
“金属采样重防污染，非金属采样重代表性。”
化学检验员必须根据材料性质、检测目标、标准要求，选择合适的采样工具、方法和保存措施。一次规范的采样，胜过十次精密的仪器分析。只有从源头保障样品质量，才能出具科学、公正、可采信的检测报告。
📌 核心口诀：
“工具对、部位全、防污染、快密封、记详实。”
