国家标准 GB/T14849.4一2014 代替GB/1849.-2008 工业硅化学分析方法第4部分;杂质元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法 Methodsforchemiealamalysisofsilieometal一 Part4:Determinationofimpuritycontents Induetivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometricmethod 2014-12-05发布 2015-08-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T14849.4一2014 前言 GB/T14849(工业硅化学分析方法》分为9个部分 -第1部分:铁含量的测定l,10-二氮杂菲分光光度法; 第2部分:铝含量的测定铬天青-S分光光度法; 第3部分:钙含量的测定火焰原子吸收光谱法、偶氮氧麟I分光光度法; 第4部分;杂质元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法; 第5部分杂质元素含量的测定x射线荧光光谱法; 第6部分碳含量的测定红外吸收法第7部分;磷含量的测定钼蓝分光光度法; 第8部分;铜含量的测定PADAP分光光度法第9部分铁含量的测定二安替比林甲烧分光光度法本部分为GB/T14849的第4部分本部分按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本部分代替GB/T -2008《工业硅化学分析方法第4部分电感稠合等离子体发射光谱 14849.4一法测定元素含量》与GB/T14849,！2008相比,主要技术变化如下 -增加了铜、铭、饥、镁,钻,磷、钾、纳、铅、锋,绷的检测 -增加了两种溶样方式; -补充了重复性限,再现性限实验数据本部分由全国有色金属标准化技术委员会(sAC/TC243)归口本部分负责起草单位;昆明冶金研究院、铝业股份有限公司郑州研究院、昆明冶研新材料股份有限公司本部分参加起草单位;云南出人境检验检疫局技术中心,通标标准技术服务有限公司,浙江合盛硅业有限公司、云南永昌硅业股份有限公司本部分主要起草人;刘维理、王劲榕、李跃平、赵德平、杨毅、赵建为、王云舟、王宏磊、聂长虹、刘英波、卢国洪,吴豫强、张云晖,谭少姬、程志武、周杰本部分所代替标准的历次版本发布情况为 -GB/T14849.4一2008
GB/T14849.4一2014 工业硅化学分析方法第4部分杂质元素含量的测定电感稠合等离子体原子发射光谱法范围 GB/T14849的本部分规定了工业硅中铁,铝,钙、,钛,镍,铜、铬、饥、镁,钻,磷,钾,钠,铅,锌、碉含量的测定方法本部分适用于工业硅中铁、铝、钙、、钛、镍,铜铬、饥、镁、钻、磷、钾,钠、铅、锌、,棚量的测定各元素测定范围见表1 表测定范围测定元素质量分数/% 测定元素质量分数" /9% 0.,0201.00 0.00100.50 铁钻铝 0.,0201.00 0.00050.20 磷钙 0,0101.00 0,00100,10 0.0050~0.50 0.00100.50 钰钾钛钠 0.00500.50 0.00100.50 镍铅 0.00500.50 0,00300.10 铜 0.00100.50 0.00100.50 0.00100.5o 铬棚 0.0005一0.20 0.0005~0.20 饥规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定方法提要试料用氢氟酸、硝酸溶解,高氯酸冒烟除去硅、氟等,残渣用盐酸溶解利用电感耦合等离子体光谱仪,在选定的最佳测定条件下,测量试样中铁、铝、钙、锰、钛、镍,铜、铬、钮、镁、钻、磷、钾、钠、铅、锌、棚含量
GB/T14849.4一2014 试剂本标准所用试剂和水,在没有注明其他要求时,均指分析纯试剂和GB/T6682规定的三级水 4.1高氯酸(p=1.67g/mL),优级纯 4.2氢氟酸(p=1.14g/mL),优级纯 43硝酸(1).优级纯 4.4盐酸(1十1),优级纯 4.5盐酸(1+2),优级纯 4.6硫酸I十4),优级纯 4.7 硫酸(595),优级纯 4.8氢氧化钠,优级纯 4.9氢氧化钠溶液(400g/L 4.10金属铁(Fe>99.99%). 金属铝(AI>99.99% n 412 碳酸钙(基准试剂或优级纯 413金属矮(Mn>99.99% 4.14金属铁(T>9.9%. 415金属镍(Ni>9.99%) 4.16金属铜(cu>99.39% 4.17重铬酸钾(基准试剂或优级纯) 4.18五氧化二钥(V.O>99.99% 4.19金属镁(Mg>99.99%) 4.20金属钻(Co>99.99%) 4.21磷酸二氢钾(基雅试剂) 22 氧化钾(光谱纯氯化钠(光谱纯) 424金属册(Ph>9.96们 4.25金属锌(Zn>99.99%) 4.26棚酸(优级纯) 4.27标准贮存溶液:各分析元素标准贮存溶液的配制参见附录A,也可使用有证系列国家标准物质溶液 4.28标准溶液A;将标准贮存溶液(4.5)稀释为1004g/ml,并与标准贮存溶液保持一致的酸度(用时稀释 4.29标准溶液B;将标准贮存溶液(4.6)稀释为104g/mL,并与标准贮存溶液保持一致的酸度(用时稀释) 仪器电感合等离子体发射光谱仪光源等离子体光源,使用功率750w~1750w 仪器的工作条件参见附录B
GB/T14849.4一2014 试样试样应能通过0.149mm标准筛分析步骤 7.1 试料根据分析试液的制备方法(7.4),分析不同元素的称取试料量及定容体积应符合表2的规定,称料量精确至0.0001 g 称料量、定容体积表2 分析元素称料量/ 定容体积/ml Al,Ca、,Fe,Mn、Ti、Ni,Cr,Mg,Zn,K、Na 0.25 00 Cu,Co,P,Pb、V 0.50 50 0.30 50 7.2测定次数独立地进行两次测定,取其平均值 7.3空白试验随同试料做空白试验 7.4分析试液的制备 7.4.1rFe,Al.Ca.Mn.Ti.Ni,Cr,Mg,C.P,K、Na,Ph、Zn含量的测定按表2称取的试料(7.1)于100ml铂皿或250ml聚四氟乙烯烧杯中,用少许水润湿,分次加人 5ml10ml氢氟酸(4.2),待反应停止后,滴加硝酸(4.3)至试样完全溶解,加人lml一3ml高氯酸 4.1),继续加热使试料游解完全,待高狐酸白烟冒尽,取下冷却加人5ml10ml盐酸(4.4),用少许水洗皿壁,加热使残渣完全溶解,冷却至室温,移人表2相应体积的塑料容量瓶中,用水稀释至刻度，摇匀注;在测定低含量的易污染元素时,使用高纯酸和石英亚沸蒸憎水,使用清洁的分析器皿涉及K,Na的测定,容量瓶为PFA材质(宜选择带证书的BLAUBRAND体积计量设备) 7.4.2Cu、V含量的测定按表2称取的试料(7.1)于250mL聚四氟乙烯烧杯中,用少许水涧湿,加人5ml10ml氢氟酸 (4.2),滴加硝酸(4.3)至试样完全溶解,加人5mL盐酸(4.4),继续加热使试样溶解完全,并蒸发至 0.5 5mL,取下冷却再加人5mL盐酸(4.4)加热蒸发至0.5mL,取下用少许水洗杯壁,加人5mL盐酸(4.4),加热使残渣完全溶解,冷却至室温,用水移人表2相应体积的容量瓶中,稀释至刻度,摇匀 7.4.3B含量的测定按表2称取的试料(7.1)于100mL铂中,用少许水润湿,加人5mL10mL氢氟酸(4.2),缓慢
GB/T14849.4一2014 滴加硝酸(4.3)至试料完全溶解,并过量1mL,待剧烈反应停止后,加热至近干(控制加热温度低于 140),取下冷却加人10ml盐酸(4.5),水浴加热使残渣完全溶解,冷却至室温,移人表2相应体积的容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀. 注1:在测定低含量的易污染元素时,使用高纯酸和石英亚沸蒸憎水,使用清洁的分析器皿注2:在测定磷、钾,钠、酬时标准溶液需单独配制注3在测定棚元素时,建议采用电感羁合等离子体原子发射光谱仪采用耐氢氧酸雾化系统注4:涉及棚的测定,容量瓶为PFA材质(宜选择带证书的BLAUBRAND体积计量设备 7.5系列标准溶液的配制 7.5.1在一组100nmlL容量瓶中加人适量标准溶液B(4.29),其介质和酸度与试样溶液一致,以水稀释到刻度摇匀以不加标准溶液的试样作为空白溶液,待测元素含量应在所做工作曲线范围之内,系列标准溶液的数量由精度要求决定,至少取6个点 7.5.2根据样品的牌号也可选择相应的标准样品(国家一级标样),按分析试液(7.4)制备方法配置系列标准溶液,系列标准溶液的数量由精度要求决定，一般取6个 7.6测定 7.6.1各待测元素的推荐分析线见表3 表3待测元素的推荐分析线元素分析线/nm 元素分析线/nm Fe 259,9 Mg 280,2、279,6 Al 228.6 396,l,308,2 Co Ca 317.9 177.4、178.3、213,6 Mn 257,6 766,4 K Tmi 334.9,336.l,337.2 Na 589.5 N 231.6 P 220.3、283.3 Cu 324.7 Zn 213.8、202.5 Cr 267.7 249.6,249." 292.4 当采用P分析线213.6nmm时,标准溶液和分析试液中铜元素含量应匹配 7.6.2测定条件 7.6.2.1根据仪器情况选择适宜的饭气流量将系列标准溶液(7.5)引人电感稠合等离子体原子发射光谱仪(5)中,输人根据试验所选择的 7.6.2.2 仪器最佳测定条件,在各元素选定的波被长处,剥定系列标准溶液中各元素的强度,当工作曲线的线性相关系数>0.999时,即可进行分析试液(7.4)的测定,根据光强度和浓度的关系计算机自动给出样品中各元素的质量浓度分析结果的计算按式(1)计算待测元素的质量分数,数值以%表示,数值按GB/T8170数值修约规则与极限数值来表示和判定
GB/T14849.4一2014 c一cn×V×R×10- w(.r ×100% m0 式中 -待测元素的质量分数,单位为百分比(%); w(.r 自工作曲线上查得被测元素的质量浓度,单位为微克每毫升(4g/mL). -自工作曲线上查得空白试验游液中被渊元素的质量浓度,单位为微克每毫升(4g/ml) C" V -测定分析试液体积,单位为毫升(ml); 试样的质量,单位为克(g); m0" R 稀释系数精密度 9.1重复性限在重复性条件下获得的两次独立测试的测定值,在以下给出的平均值范围内.这两个测试结果绝对差值不超过重复性限(r),超过重复性限(r)的情况不超过5%,重复性限(r)按表4数据采用线性内插法求得表4重复性限质量分数/% r/% 0.001 0 0.0002 0.0050 0,0005 0.010 0.0020 0.050 0.004o 0.100 0.011 0.50 0.03 1.00 0,.05 9.2再现性限在再现性条件下获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于再现性限(R),超过再现性限(R)的情况不超过5%,再现性限(R)按表5数据采用线性内插法求得表5再现性限质量分数/% R/% 0.0010 0.0003 0.005o 0,000" 0.010 0.0025 0.050 0.0050 0.100 0.012 0.50 0.04 1.00 0.07
GB/T14849.4一2014 10 质量保证与控制每月用自制的控制标样(如有国家级或行业级标样时,应首先使用)校核一次本标准分析方法的有效性当过程失控时,应找出原因,纠正错误,重新进行校核 11 试验报告本部分规定试验报告所包括的内容至少应给出以下几个方面的内容试样; 本部分编号; 分析结果及其表示与基本分析步骤的差异; 测定中观察到的异常现象; 试验日期
GB/T14849.4一2014 附录A 资料性附录标准贮存溶液的制备 A.1铁标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.0000g金属铁(4.10)于烧杯中,加人40ml盐酸(4.4),加热溶解完全,取下冷却,移人 1000ml容量瓶中,补加30mL盐酸(4.4),用水稀释至刻度,摇匀此溶液1ml含1.0mg铁 A.2铝标准贮存溶液(1.0mg/mL 准确称取1.0000g金属铝(4.11)于聚四氟乙烯烧杯中,加人20ml.水及3g氢氧化钠(4.8),使其完全溶解后,用盐酸(4.4)慢慢中和至出现沉淀,并过量20mL,加热使其溶解,冷却,移人1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀此溶液1ml含1.0mg铝. A.3钙标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取么.4971发预先于s烘干的眺服钙(4.12)置于烧杯中，盖上裘皿加人I0nL水.蓬滴加人盐酸(.至完全游解-,再加人20mL盐酸(L.),煮沸除去二氧化碳,取下冷却,移人100o mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇勾此溶液1ml含1.0mg钙 A.4猛标准贮存溶液(1.0mg/mL 准确称取1.000g金属钮(4.13)于400mL烧杯中,盖上表,加人40ml盐酸(4.4),缓慢加热涂解完全,取下冷却,移人1000ml容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀此溶液1ml含1.0mg铺 A.5钛标准贮存溶液(1.0mg/mL 准确称取1.00只金属钛(.l0于铂金绀蜗中,加人少许水,慢慢滴加复氧酸(4.2)使样品游解,滴加硝酸(4.3)将低价钛完全氧化,加人10mL硫酸(4.6),摇匀,加热燕发至刚冒硫酸白烟,取下冷却,将溶液移人1000mL容量瓶中,用硫酸(4.7)稀释至刻度,混匀此溶液1mL.含1.0mg钛 A.6镍标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.0000g金属镍(4.15)于400mL烧杯中,盖上表,加人40m盐酸(4.4),缓慢加热溶解完全,取下冷却,移人1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀此溶液1m含1.0mg镍铜标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.0000g铜(4.16),置于400mL烧杯中,加人40mL 硝酸(4.3),盖上表面,缓慢加热至完全溶解,驱除氮氧化物,冷却,将溶液移人1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀此溶液1mL
GB/T14849.4一2014 含1.0mg铜 A.8铬标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取2.8285g基准重铬酸钾(4.17)(预先在140C烘干1h,置于干燥器中,冷却至室温)于 400mL烧杯中,溶于水中,将溶液移人1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀此溶液1mL 含 1.0mg铬 A.9钥标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.7850g预先在110C烘干1h并在干燥器中冷却至室温的五氧化二凯(4.18),置于 )nmL烧杯中,加人40nL氢氧化纳游液(4.D),盖上表面,缓慢加热至完全游解,冷却后加人100, 400 ml 盐酸(4.4),将溶液移人1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀此溶液1mL含1.0mg钥 A.10镁标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.000目钱(4.l9),置于400ml烧杯中,加人40mL盐酸(4.),盖上表面,缓慢加热至完全溶解,冷却,将溶液移人1000mlL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀此溶液1ml含1.0mg镁 A.11钻标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.0000迟金属钻(4.20),置于400mL烧杯中,加人60mL盐酸(4.4).10mL硝酸(4.3). 盖上表面,低温加热溶解至完全,将溶液移人1000ml容量瓶中,加人40mL盐酸(4.4),以水稀释至刻度,混匀此溶液1mL含1.0mg钻 A.12磷标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取4.3936只于110C干燥至恒重的基准磷酸二氢钾(4.21)于400mL烧杯中,加人200m 水,溶解完全后移人1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度.混匀此溶液1mL含1.0mg磷 A.13钾标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.9067g氯化钾(4.22)(预先于500C一600C灼烧至恒重)于400mL烧杯中,加人 20ml盐酸(4.4)微热溶解冷却,将溶液移人1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀此溶液 1m含1.0mg钾 A.14销标准贮存溶液(1.0mg/ml) 准确称取2.5409g氯化钠(4.23)(预先于500C一600C灼烧至恒重)于400m烧杯中,加人 20mL盐酸(4.4)微热溶解冷却,将溶液移人1000mlLPFA容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀此溶液1mL含1.0mg钠
GB/T14849.4一2014 A.15铅标准贮存溶液(1.0me/mb) 准确称取1.0000g铅(4.24),置于400mL烧杯中,加人40mL 硝酸(4.3),盖上表面,缓慢加热至完全溶解,驱除氮氧化物,冷却,将溶液移人1000ml容量瓶中,以水稀释至刻度,混匀此溶液1ml 含1.0mg铅 A.16锌标准贮存溶液(1.0mg/mL) 准确称取1.0000g锌(4.25),置于400mL烧杯中,加人40ml盐酸(4.4),盖上表面,缓慢加热至完全溶解,冷却,将溶液移人1000mL容量瓶中,以水稀释至刻度,混勾匀此溶液1mL含1.0mg锌 A.17棚标准贮存溶液1.0mmg/mL) 准确称取0.5720g已于真空干燥器中干燥过的棚酸(4.26)于400mL烧杯中,加人200mL.水,盖上表面,微热使其完全溶解,冷却,将溶液移人100ml容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀贮存于PFA 容量瓶中,此溶液1mL含1.0mg碉
GB/T14849.4?2014 ? B ?? /w /L/min ?/Psi /(r/min /s ?/s 1150 0.5 3135 50 5~10 8~15 10o

工业硅化学分析方法第4部分：杂质元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法GB/T14849.4-2014

工业硅是工业生产中重要的无机材料之一。在工业硅的生产过程中，为了保障产品质量，需要对其中的杂质元素含量进行精确分析。GB/T14849.4-2014标准中规定了一种测定工业硅中杂质元素含量的方法——电感耦合等离子体原子发射光谱法。

1. 电感耦合等离子体原子发射光谱法

电感耦合等离子体原子发射光谱法（Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy，ICP-AES）是一种常用的化学分析方法，广泛应用于材料和环境等领域。ICP-AES将样品中的元素原子通过电感耦合等离子体产生的高温等离子体激发到高能级，发射出特定的光谱线，通过光谱线强度测量来分析样品中元素含量。

2. GB/T14849.4-2014标准

GB/T14849.4-2014标准是《工业硅化学分析方法》的第4部分，规定了测定工业硅中杂质元素含量的方法。其中，电感耦合等离子体原子发射光谱法是推荐的测定方法之一。

3. 测定方法

GB/T14849.4-2014标准中规定，使用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定工业硅中杂质元素含量时，需要先将样品溶解或熔融，再进行稀释。然后，将处理好的样品喷入氧化钙混合物中，在高温等离子体的作用下，杂质元素会被激发并发射出特定的光谱线。通过测量光谱线强度，即可计算出样品中杂质元素的含量。

4. 结论

电感耦合等离子体原子发射光谱法是一种可靠、精准的化学分析方法，能够有效地测定工业硅中杂质元素含量。GB/T14849.4-2014标准中规定了详细的测定方法，可以为工业生产提供可靠的质量保障。