国家标准 GB/T40312一2021 磷铁磷、硅、孟和钛含量的测定波长色散X射线荧光光谱法(熔铸玻璃片法 -Determinationofphosphorus，silieon，manganeseand Ferrophosphorus一 titaniumcontent一WavelengthdispersiveX-rafluorescence spectrometrymethod(Fusedcastbeadmethod 2021-08-20发布 2022-03-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/40312一2021 前言本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定起草本文件由钢铁工业协会提出本文件由全国生铁及铁合金标准化技术委员会(SAC/TC318)归口本文件起草单位;河钢股份有限公司邯郸分公司、福建三钢闽光股份有限公司、广东韶钢松山股份有限公司、青岛博信达科技有限公司、河北津西国际贸易有限公司、青岛德泓谨信科技有限公司、上海立润机电设备有限公司、冶金工业信息标准研究院本文件主要起草人:李耀强、王彬果、陈子刚、膝广清、张改梅、鲍希波、商英、赵靖、顾强、吴章海、伍玉根、谢志雄、纪荣宇、李京霖、叶爱丽、韩雪松、肖命冬、吴超超、曹文俊、尚聪亚、张倩、刘金凤、王辰翁
GB/40312一2021 磷铁磷,硅、锰和钛含量的测定波长色散X射线荧光光谱法(熔铸玻璃片法警示使用本文件的人员应有正规实验室工作实践经验本文件并未指出所有可能的安全问题使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件范围本文件描述了用波长色散X射线荧光光谐法测定磷铁中磷、硅、孟和钛的含量的方法本文件适用于磷铁中磷、硅、和钛含量的测定各分析元素测定范围见表1 表1分析元素及测定范围分析元素测定范围质量分数/% P 15,030.0 ss 0.50一3.00 Mn 0.10~2.50 T 0.102.00 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T4010铁合金化学分析用试样的采取和制备 GB/T6379.1测量方法与结果的准确度(正确度与精密度第1部分:总则与定义 GB/T6379.2测量方法与结果的准确度(正确度与精密度第2部分:确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法 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 GB/T16597冶金产品分析方法X射线荧光光谱法通则 JG81o波长色散X射线荧光光谐仪术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义原理试料经特殊的预氧化处理后,熔制成平整、光洁的玻璃样片,x射线管产生的初级X射线照射到玻璃样片的表面上,产生的特征X射线经晶体分光后,探测器在选择的特征波长相对应的20角处测量X
GB/T40312一202 射线荧光强度根据校准曲线和测量的X射线荧光强度,计算出样品中磷,硅,缸和钛的质量分数 5 试剂与材料除非另有规定,仅使用分析纯试剂 5.1水,GB/T6682,三级 5.2无水四碉酸锂,使用前在500C灼烧4h,冷却,密封备用 5.3碳酸锂,使用前在200笔烘干2h,冷却,密封备用 5.4碘化铵,固体 5.5碘化铵溶液,300g/几 5.6嗅化铵,固体 5.7有证标准物质(CRM)或标准物质(RM) 用于绘制校准曲线和漂移校正,所选系列有证标准物质或标准物质中各分析元素含量应覆盖分析范围且有适当的梯度用于对仪器进行漂移校正时,所选有证标准物质或标准物质应接近校准曲线的上限和下限缸甲烧气体(90%Ar十10%CH,),为x射线荧光光谱仪流气正比计数器用,置于仪器室内,并且 5.8 当钢瓶气压低于1MPa时,应及时更换,并稳定2h以上仪器与设备 6 6.1高温炉高温炉应至少能维持1000C的温度 6.2熔融炉熔融炉应至少能维持1100C的温度,可以选择电热熔融炉,燃气熔融炉和高频感应熔融炉 6.3x射线荧光光谱仪应符合JG810和GB/16597的规定和要求 6.4堆塌和模具堆蜗和模具(或堆蜗兼做模具)由不浸润的铂-金合金(95%Pt-5%A)制成堆蜗应有一定的厚度以防止加热后变形,模具的底部应保持平整,对于直接成型的堆蜗应有平整的底部注堆蜗形状应适合熔剂堪塌(即四碉酸锂内衬层)的制作,否则堆蜗存在潜在被腐蚀风险 6.5天平感量0.lmg 取样和制样按照GB/T4010的规定进行,试样应全部通过0.125mm筛孔
GB/40312一2021 熔铸玻璃片的制备 8.1试样的预氧化 8.1.1称取7.000g无水四碉酸锂(5.2)于铂金培蜗内,滴加1mL碘化铵溶液(5.5)后,在1000下加热,熔化后取出铂金堆蜗,迅速以一定倾斜角度缓慢旋转堆,使逐渐冷却的无水四绷酸锂附着在铂金堆蜗内壁形成一层均匀的内衬层注:无水四碉酸锂的用量可根据堆蜗大小做适当调整,以最终形成的熔剂能覆盖铂金堆蜗一半的高度为宜一般在 5.0000g一8.0000g之间添加碘化铵的目的是使熔化后的无水四碉酸锂有较好的流动性,以便在旋转铂金堆塌制作熔剂蜡蜗时有较好的效果,碘化铵用量根据铂金堆竭的新旧程度可适当调整,一般在0.5 ml2ml 佐影之间,碘化铵用量在本范围内变化时x 定结果著彭响所有试剂用量一且确定后,在整个实验过程中需保持一致 8.1.2称取0.2000g士0.0002g的磷铁试样和1.5000g碳酸锂(5.3)置于按8.1.1处理的堪蜗内,混匀,然后在其上均匀覆盖2.0000g无水四棚酸锂(5.2)粉末注:覆盖的无水四碉酸锂粉末以能完全盖住试样和碳酸锂混合物为宜,目的是防止预氧化过程中碳酸锂和试样反应时发生喷溅,根据堆蜗大小无水四棚酸锂用量可适当调整，一般在1.0000g~2.0000g之间,用量一旦确定后,在整个实验过程中需保持一致 8.1.3 将堆蜗置于高温炉内,以15C/min一20C/min的迷率从室温升温至650C后，再以 5 C/min~6/min的速率升温至850C,并保持10 min 1,即完成试样的预氧化,完成后绀蜗内无黑色颗粒物注:当高温炉起始温度较高时,可先降温至400C以下,再按8.1.3进行氧化 8.1.4取出预氧化完成的堆蜗,立即加人0.20g~0.30g碘化铵(5,4)或澳化铵(5.6). 8.2试样的熔融把8.1.4所示堆蜗转移至熔样炉内,在1050C下按预设程序熔融即可一般建议熔融10min~ 15 nmin.熔融时间的确定以能达到要求的重现性为止然后取出,直接成型或倒模成可测量的玻璃片仪器的准备 9.1仪器工作环境仪器的工作环境应满足GB/T16597的规定 9.2仪器工作条件 X射线光谱仪在测量之前应按仪器制造商的要求使工作条件得到最优化,并在测量前至少预热1h 或直到仪器稳定 10 分析步骤 0.1测量条件根据所使用仪器的类型,分析元素,共存元素及其含量变化范围,选择适合的测量条件分析元素的计数时间取决于所测元素的含量及所要达到的分析精密度，一般为5s60s; a b 计数率一般不超过所用计数器的最大线性计数率; 光管电压、电流的选择应考虑测定谱线最低激发电压和光管的额定功率;
GB/T40312一2021 d 推荐使用的元素分析线、20角、光管电压电流和可能干扰元素见附录A 0.2校准曲线的绘制与确认 0.2.1校准曲线的绘制在选定的工作条件下,用X射线荧光光谱仪测量一系列标准物质的熔铸玻璃片,每个样片应至少测量两次用仪器所配的软件,以标准物质中各元素的含量值和测量的荧光强度平均值计算并绘制出校准曲线，一般以二次方程或一次方程的形式表达,见式(1): w=albIc 式中: -待测分析元素索的含量质量分数),%; Z心各分析元素的X射线强度,单位为计数率(keps) a、b、c 系数(一次方程时,a=0). 0.2.2校准曲线准确度的确认可根据实际情况选择合适的模型对校准方程进行校正,如a影响系数法、基本参数法、经验《系数法和谱线重叠校正等但不论采用何种校正模型,都应用非建线用标准样品对校正曲线进行验证按照选定的分析条件,用x射线荧光仪测量与试样化学分析元素相近的标准物质的玻璃熔铸片,以式(2 判定分析值与认证值或标准值之间在统计上是否有显著差异 "-工一A3 十8 .(2 /R N 区式中标准物质中分析元素测量的平均值,以质量分数(%)表示; 标准物质中分析元素的标准值,以质量分数(%)表示 " r/R -精密度共同试验确定的重复性限和再现性限标准物质的重复测定次数; 标准物质中分析元素定值的标准偏差; 标准物质定值实验室个数 10.3未知试样的分析 0.3.1仪器的标准化定期对仪器进行标准化确认,通常以固定样片检查分析元素的X射线强度是否有显著变化来确认,若发生显著变化说明仪器发生漂移当仪器出现漂移时,通过测量标准化样品的X射线强度对仪器进行漂移校正可采用单点校正或两点校正,单点校正时使用一个标淮化样品对x射线强度进行漂移校正,以式(3)表示两点校正用设定在校正曲线两端的两个标准化样品进行漂移校正,以式(4)表示校正的间隔时间可根据仪器的稳定性决定 1 =1×a I =aI十B 式中未知样品校正后的x射线强度,单位为计数率(kcep ps; -未知样品的测量X射线强度,单位为计数率(keps); a,3 校正系数
GB/40312一2021 0.3.2标准化的确认漂移校正后分析标准物质,确认分析值应符合10.2.2的规定 10.3.3未知试样的测量按照10.1选定的工作条件,用X射线荧光光谱仪测量未知试样中分析元素的X射线荧光强度 11 分析结果的确定和表示根据未知试样的X射线荧光强度测量值,从校准曲线计算出分析元素的含量同一试样两次独立分析结果差值的绝对值不大于重复性限，,则取算术平均值作为分析结果如果两次独立分析结果差值的绝对值大于重复性限r,则按照附录B的规定追加测量次数并确定分析结果分析结果按GB/T8170规定修约 12精密度本文件在2019年由8个实验室,对8个不同水平的样品进行精密度共同试验按GB/T6379.1和 GB/T6379.2进行统计分析,确定的重复性限厂和和再现性限R见表2,精密度原始数据见附录c 表2精密度 % 测定范围(质量分数) 重复性限" 再现性限R 分析元素 15.0~30.0 r=0.1662十0.0043m R=0.0757十0.0173m S 0.50~3.00 r=0.02553十0.02091m1 R=0.04034+0.05217m Mn 0.10~2.50 尸=0.0034十0.03192mn R=0.,0081十0.05656m Tm r=0.01756+0.00142mn R=0.04099十0.0138m 0.102.00 注:式中川是分析元素的质量分数,以%表示 3试验报告试验报告应包括下列内容识别样品,实验室名称和试验日期所需的全部资料; aa b)本文件编号; 结果与其表示; c 测定中发现的异常现象; d 在测定过程中注意到的任何特性和本文件中没有规定的可能对试样和认证标准物质的结果产生影响的任何操作
GB/T40312一2021 附录 A 资料性推荐使用的元素分析线、20角,光管电压电流和可能干扰元素表A.1中给出了文件中推荐使用的元索分析线,20角,光管电压电流和可能干扰元素表A.1推荐使用的元素分析线、20角光管电压电流和可能干扰元素光管电流光管电压分析元素元素分析线 2角可能的干扰元素 kV mA I PKal,2 30 80 141.035 Mo,Cu、w S SiKal,2 30 80 109.028 w、Sn 50 MnKal,2 Mn 50 62.973 Cr,Fe,Mo T TiKal,2 50 50 137 Cr、V 86.
GB/40312一2021 附录 B 规范性) 试验结果验收流程试验结果验收流程图见图B.1 测定X，是 X-g<" 香是 XtXX 都定s L-X<1 IX-Xg|<1.2r 香记, 测定X X L-<1 X+XX 中位值(r,X,X,X 注:r为重复性限图B.1试验结果验收流程图
GB/T40312一2021 附录 C 资料性) 精密度实验原始数据磷元素的精密度实验原始数据见表C.1 表c.1磷元素的精密度实验原始数据不同水平磷含量(质量分数 % 实验室 19.214 23.669 14.814 22.732 21.605 26.247 26.894 17.908 19.302 23,779 14.906 22.402 21.608 26.417 26.877 18.018 21 17.977 2.732 19.281 26.963 23,623 14.888 .645 26.242 23.535 14.998 22.767 21.486 26.19 26.686 17.916 19.l06 19.288 23.556 14.876 22.641 21.535 26.,082 26.809 17.903 19.206 23,483 14.871 22,659 21.58 25,91 26,981 18,04 25.979 19,278 23,244 14.702 22.627 21.366 26,252 17.787 19,168 23,283 14.831 22,.569 21.607 25.557 26,128 17.689 19,447 23.375 14.665 22.544 21.333 25,153 26.155 17.600 19,196 23,515 14.775 22.,586 21.393 25.817 27.,043 18.430 23.576 14.870 22.540 21.331 26.892 25.621 17.886 D 19.096 19.163 23.496 14.943 22.701 21.596 25.687 26.901 18.040 19.074 23.552 14.795 22.792 21.407 26.007 26.736 18.029 19.221 23.446 14.626 22.535 21.243 25.872 26.676 17.865 19,158 23.337 14.958 22.876 21.577 25.776 26,547 18.136 19,504 23,560 14.780 23,096 21.341 26.234 27.21 18.151 22.889 26.122 21.400 17.996 19,420 23,510 14.682 27.168 19.388 23.465 14.743 22.752 21.432 26.250 27.055 18.002 19.455 23.715 14.575 22.905 21.604 26.285 27.264 18.023 19,35 23,503 14.548 22,9 21.618 26.191 27.,227 18,08 19.309 23.602 14.529 22.81l 21.423 26.27 27.237 18.028 19.193 23.516 14.865 23.479 21.512 25.977 27.488 18.014 19.208 23.507 l4.973 23.506 21.506 26.017 27.507 17.993 19.217 23,484 14.854 23.496 21.486 26.l12 27.,523 17.976
GB/40312一2021 硅元素的精密度实验原始数据见表C.2 表c.2硅元素的精密度实验原始数据不同水平硅含量(质量分数 % 实验室 0.800 0.403 2.407 0.790 0.375 0.615 0.149 1.915 0,786 0,404 2.402 0.770 0,369 0.581 0.146 1.878 0.790 0.392 2.356 0.793 0.376 0.575 0.141 1.881 0,784 0,389 2.36 0.771 0,372 0.565 0.156 1.868 0.795 0.398 2.376 0.796 0.385 0,589 0.138 1.855 B 0,785 0,388 2.357 0.767 0,361 0.586 0.145 .896 0.657 0.125 0.819 0.396 2.403 0.863 0.330 1.864 0.81o 0.371 2.346 0.879 0.405 0.619 0.139 1.866 0.669 0,807 0.399 2.459 0.845 0,363 0.133 .826 0.390 2.408 0.353 0.588 1.813 0.798 0.797 0.143 0.798 0.393 2.383 0.808 0,365 0.610 0.124 1.893 0.41o 2.419 0.777 0.358 0.622 0.122 1.925 0.834 0.831 0.374 2.396 0.787 0.429 0.,549 0.159 1.880 F 0.823 0.393 0.788 0.343 0.591 2.437 0,157 1.901 0,831 0.383 2,425 0.794 0,354 0,579 0.156 1l.907 0.800 0.405 2.317 0.796 0.366 0.61 0.l41 .866 0.792 0.396 2.335 0.790 0.362 0.582 0.l49 .867 0.795 0.385 2.338 0.785 0,375 0.606 0.152 1.883 0.763 0.383 2.299 0.801 0.344 0.634 0.149 1.864 0,757 0.384 2.319 0.802 0,355 0,596 0.153 1l.907 0.357 0,78 0,768 0.386 2.283 0.601 0,146 1.91 0.438 2.325 0.656 0,377 0,506 0,795 0.16 1.889 0,804 0,443 2.337 0,65 0.386 0,51 0,163 .893 0.788 0.43 2.32 0.647 0.374 0.501 0.168 1.898
GB/T40312一2021 元素的精密度实验原始数据见表C.3 表C.3孟元素的精密度实验原始数据不同水平锯含量(质量分数) % 实验室 1.016 1.457 2.306 0.228 1.080 0.852 0.668 0.478 l.010 1,454 2.346 0,242 1.076 0.860 0,672 0.476 1.004 1.465 2.326 0.215 1.073 0.857 0.673 0.481 0,966 1.478 2.289 0,241 1.076 0.859 0.,661 0,473 1.022 1.450 2.237 0.222 1.074 0.839 0.674 0.474 B 1.013 1.494 2.215 0,227 1.091 0.848 0.,668 0.456 0.225 1.015 1.430 2.420 1.083 0.853 0.647 0.461 1.074 1.427 2.31 0.235 1.072 0.843 0.654 0.460 0.835 l.020 1,437 2.418 0,.227 1.067 0,650 0.449 1.032 1.427 2.326 1.073 0.844 0.473 0.247 0.671 D 1.022 1.437 2.345 0.245 l.067 0.838 0,689 0,472 1.438 2.321 0.242 1.083 0.840 0.668 0.47o 1.019 1.127 1.439 2.276 0,230 1.076 0.849 0.668 0.482 E 1.443 2.280 0.230 1.074 0.848 0.671 1.127 0,483 1.126 1.444 2.279 0.228 1.078 0.853 0,670 0.484 1.01l 1.469 2.269 0.232 l.068 0.853 0,672 0.472 F 0.988 1.461 2.235 0.231 1.079 0.835 0.679 0.475 1.012 1.470 2.280 0.217 l.072 0.860 0.,669 0,482 1.420 2.356 0.244 1.073 0.848 0.681 0.490 l.030 0,996 1,420 2.351 0,246 1.074 0.845 0,673 0.507 1,055 1,419 2.201 0,239 1.051 0.852 0,678 0.488 0.994 1.412 2.247 1.095 0,849 0.467 0,219 0,704 0,987 1.407 2.243 0,214 1.089 0,843 0,711 0.462 0.989 1.395 2.243 0.212 1.087 0.857 0.702 0.465 10
GB/40312一2021 钛元素的精密度实验原始数据见表C.4 表C.4钛元素的精密度实验原始数据不同水平钛含量(质量分数 % 实验室 0.199 0.824 l.852 0.164 0.589 0.539 0.532 0.426 0,200 0.830 l.887 0.176 0,597 0,552 0.529 0.430 0.21o 0.862 1.874 0.154 0.590 0.564 0.530 0.435 0,181 0,856 1.826 0.155 0,609 0.552 0.537 0,421 0.185 0.886 1.8227 0.l41 0.586 0.57 0.524 B 0.448 0,198 0,839 1.868 0.156 0,585 0.565 0.518 0,418 0.537 0.210 0.843 1.890 0.148 0.582 0.539 0.428 0.170 0.849 1.838 0.164 0.586 0.533 0.529 0.420 0.519 0,207 0.845 1.914 0.150 0,583 0.531 0.424 0.877 0.61 0.558 0.433 0.196 1.84 0.175 0.536 0.206 0.858 l.811 0.185 0.602 0.581 0.551 0.443 1.854 0.177 0.557 0.538 0.437 0.208 0.886 0.606 0.208 0.907 l.850 0.198 0.578 0.524 0,513 0.44县 F 0.208 0.910 1.861 0.196 0.579 0.522 0.510 0,437 0,211 0.907 1.852 0.198 0,.579 0,520 0.509 0.437 0.194 0.852 1.883 0.l66 0,.597 0.550 0.528 0.413 0.178 0.851 1.885 0.162 0.589 0.547 0.535 0.420 0.186 0.856 1.865 0.l48 0,.582 0.538 0.536 0.425 0.197 0.85 1.834 0.172 0.557 0.524 0.422 0.6 0,21 0,854 1.852 0.163 0,61 0.571 0.541 0.426 0,192 0,834 1,852 0.165 0,628 0,57 0,541 0,429 0.,836 1.826 0.625 0,554 0.538 0.434 0,152 0.153 0.147 0,843 1.817 0.155 0,619 0,546 0,526 0,437 0.l43 0.839 1.819 0.157 0.626 0.543 0.525 0.443

磷铁磷、硅、锰和钛含量的测定波长色散X射线荧光光谱法（熔铸玻璃片法）GB/T40312-2021

一、引言

磷铁磷、硅、锰和钛是常见的金属元素，在工业生产中具有广泛的应用。测定这些元素的含量对于保证产品质量和过程控制至关重要。目前，测量这些元素含量的方法有很多种，其中波长色散X射线荧光光谱法是一种常用的技术手段。

二、标准简介

GB/T40312-2021是由中国国家标准化管理委员会发布的最新标准，该标准规定了磷铁磷、硅、锰和钛等元素的测定方法，适用于金属材料和非金属材料中这些元素的含量测定。该标准采用波长色散X射线荧光光谱法进行测试，并使用熔铸玻璃片法进行样品制备。

三、测试原理

波长色散X射线荧光光谱法利用样品受到X射线激发后，由于内部电子跃迁而放出特定能量的荧光辐射进行测定。由于每个元素都有自己特定的能级结构，因此可以利用荧光辐射的特性对样品中各种元素的含量进行分析。

四、操作流程

样品制备：将样品研磨成细粉，并与荧光剂混合，熔铸成玻璃片。
测试前的准备工作：调整X射线管电压和电流、选择适当的滤波器、设置光路参数等。
样品测试：将制备好的玻璃片放入测试仪器中进行测试。
数据处理：通过比对标准物质，计算出样品中各元素的含量。

五、样品处理方法

样品制备是该测试方法的关键环节。为了保证测量结果的准确性，必须注意以下几点：

样品应当充分研磨，使得样品与荧光剂充分混合，确保均匀性。
在熔铸玻璃片的制备过程中，应当控制好温度和时间，避免样品中的元素发生挥发或聚集现象。
为了消除不同元素之间的干扰作用，可以采用内标法或者外标法进行样品处理。

六、结论

波长色散X射线荧光光谱法是一种快速、准确、无损的分析技术，具有广泛的应用前景。GB/T40312-2021标准的发布，对于规范化该测试方法的操作流程、样品处理和数据处理等环节，将会起到积极的推动作用。