镍铁磷、锰、铬、铜、钴和硅含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

镍铁磷、锰、铬、铜、钴和硅含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法

国家标准 GB/T24585一2009 镍铁磷、锰、铬、铜、钻和硅含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 Ferronickel一Determinationofphosphorus. manganese,echromium.copper,cobaltandsiliconcontents Inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometricmethod 2009-10-30发布 2010-05-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T24585一2009 镍铁磷、锰、铬、铜、钻和硅含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 警告;使用本标准的人员应有正规实验室工作实践经验 本标准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 本标准规定了采用电感稠合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定磷、锰、铬、钻、铜和硅的 含量 本标准适用于镍铁中磷、、铬,钻、铜和硅含量的测定,其测定的各元素含量范围见表1 本方法测定的硅为酸溶硅 表1测定元素含量范围 测定范围质量分数/% 分析元素 0.0050.050 磷 0.05~1.0 0.051.0 0.0502.0 铜 0.0100.30 硅 0.100,55 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准 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/T6379.1一2004,ISO5725-l:1994,IDT GB/T6379.2测量方法与结果的雅确度(正确度与精密度》第2部分;确定标准测量方法的重 复性和再现性的基本方法 GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法 原理 试料用硝酸,盐酸分解,碳高或硅高难溶解的试料加氢氟酸助溶,高氯酸冒烟驱尽硅和氟,硝酸盐 酸溶解盐类,试液稀释至一定体积 用电感耦合等离子体发射光谱仪测量溶液中分析元素的发射光谱 强度,根据用标准溶液制作的校准曲线计算出分析元素质量分数 试剂 除非另有说明外,在分析过程中只使用优级纯试剂和符合GB/T6682中规定的实验室用水 高纯度镍,待测元素含量低于0.001%质量分数)
GB/T24585一2009 4.2高纯度铁,待测元素含量低于0.001%质量分数) 4.3盐酸,p约1.19g/mL. 4.4硝酸,p约1.42g/mL 4.5硝酸,l+1 4.6高氧酸,p约1.61g/mL. 4.7氢叙酸,p约1.14g/mL 4.8标准贮备溶液 4.8.1磷标准溶液，1000 pg/ml. 称取于105C~110C烘干的4.3936g基准磷酸氢二钾,溶于适量水中,移人1000ml容量瓶 中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液为lml含磷10004g 4.8.2标准溶液，l0004g/ml 称取1.0000g电解缸(含量大于99.95%)于250ml烧杯中,加30ml硝酸(4.5),盖上表皿,加 热溶解,煮沸驱尽氮氧化物,冷却至室温,移人1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液为 1ml含10004g 4.8.3铬标准溶液，10004g/mL 称取2.8290g预先经150C士5C干燥并冷却至室温的基准重铬酸钾(含量大于99.95%)于 250ml烧杯中,加水溶解后移人1000ml容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液为1ml含铬 1000 从g 4.8.4钻标准溶液，l0004g/ml 称取1.0000g高纯度钻粉(含量大于99.9%)于600mL的烧杯,然后加人40mL硝酸(4.5),盖 上表皿,加热使其完全溶解,微沸排出氮气氧化物,冷却至室温,移人盛有160ml硝酸(4.5)的 1000ml的容量瓶用水稀释至刻度,混匀 此溶液为lml含钻100"E 4.8.5铜标准溶液，l000g/mL 称取1.0000g纯铜含量大于99.9%)于300mL烧杯中,加人30ml硝酸(4.5),盖上表,低温 加热使之分解,冷却至室温,移人1000mL的容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液为1mL含铜 10004g 硅标准溶液，10004g/ml. 4.8.6 将高纯二氧化硅含量大于99.9%)在1100C的温度下灼烧至其恒重后,于干燥器中冷却至室温， 称取2.1393g放人铂金堪坍,加人约10克无水碳酸钠,加热至熔化15min 取出稍冷,用水溶解熔化 物,冷却至室温 移人1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液为1ml含硅10004g 磷标准游液.2504E/l 4.8.7 移取25.00ml磷标准溶液(4.8.1)于100nml容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液为1ml 含磷2504g 4.8.8铜、硅和磷混合标液 分别移取25.00m铜标准溶液(4.8.5,50.00m硅标准溶液,(4.8.6)和20,00ml磷标准溶 液.(4.8.7)于一个100ml容量瓶中,用稍酸(4.5)稀释至刻度,混匀 此游液每毫升含铜,硅和麟分别 为;2504g、5004g和50g 5 仪器 电感耦合等离子体(CP)光谱仪 5.1 光谱仪按7.4.1一7.4.5优化后,符合5.1.2一5.1.5的性能指标,就达到使用要求 光谱仪既可以 是同时型的,也可以是顺序型的
GB/T24585一2009 5.1.1分析线 本标准不指定特殊的分析线,推荐使用的分析线列于表2 在使用时,应仔细检查谱线的干扰 情况 表2推荐的分析谱线 波长/nm 可能的干扰谱线/nm 分析元索 178.287 213.618 Cu213.598 257.610 Mn 267.716 Cr Co 228.616 Cu 324.754 si 288.158 5.1.2光谱仪的实际分辨率 计算每条应当使用的波长的带宽 带宽必须小于0.030" nm 5.1.3短期稳定性 测定10次每个元素最高的标准溶液的绝对强度的平均值,计算其标准偏差,相对标准偏差应小于 1.0% 5.1.4长期稳定性 测定3次每个元素浓度最高的标准校准溶液的绝对强度的平均值,计算7个平均值的标准偏差,相 对标准偏差应小于2.0% 5.1.5背景等效浓度和检出限(见附录A) 按附录A测定,计算背景等效浓度和检出限,其结果必须低于表3中的数值 表3背景等效浓度和检测限 BEc/ 分析元素 分析线/nmm DL4g/mL) /g/ml 178.287 0.18 0.051 0.06 213.618 0,30 Mn 257.610 0.31 0.006 CCr 267.716 0.07 0.012 Co 228.616 0.50 0.025 Cu 324.754 0.28 0.023 S 288.158 0,41 0.037 5.1.6曲线的线性 校准曲线的线性通过计算相关系数进行检查,相关系数必须大于0.999 取制样 参照GB/T4010和GB/T20066的规定进行 分析步骤 7.1试料量 称取0.50g试料,精确至0.0001g
GB/T24585一2009 7.2空白试验 随同试料做空白试验 空白试验应使用相当于试料中镍和铁量的纯镍(4.1)和纯铁(4.2)代替 试料 7.3测定 7.3.1试料溶液的制备 将试料(7.1)置于150mL锥形瓶中,加人25mL水.10mL硝酸(4.4)和4mlL盐酸(4.3),并 7.3.1.1 保持溶解体积40ml一50ml低温加热至完全溶解,冷却至室温,移人100ml的容量瓶中,用水稀释 至刻度,混匀 7.3.1.2对高碳、高硅难溶解的试料,则将试料(7.1)置于聚四氟乙烯烧杯中,加人10m硝酸(4.4)、 4mL盐酸(4.3)和加5m氢氟酸(4.7),低温加热至剧烈反应停止,加5mL高氧酸(4.6),继续加热冒 烟至流动的湿盐状,稍冷,加人10ml硝酸(4.4)和4ml盐酸(4.3),溶解盐类,冷却至室温,移人 100nmL的容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀 此溶液测除硅以外的其他元素 7.3.1.3用中速滤纸过滤所有溶液,弃去最初2mL3mL溶液 7.3.2校准曲线溶液的制备 用相当于试料中镍和铁量的纯镍(4.1)和纯铁(4.2)代替试料,按照7.3.1.1中操作步骤操作,在最 终稀释到100ml以前,按表4分别加人标准溶液,然后,用水稀释至刻度,混匀 表4制作校准曲线的标准溶液系列 加人铜、硅和加人铬标加人钮标加人钻标 相应试料中元素含量/% 磷混合标准准溶液 准溶液 准溶液 溶液(4.8.8)4.8.3) (4.8.4 4.8.2 s Mn Cu Cr Cd 体积/m 体积/nmL 体积/ml体积/ml 0.00 0.00 0.00 0.00 0.25 0.05 0.50 0.25 0.25 0.005 0.025 0.05 0.05 0,05 0,50 1.00 0.50 1.00 0.01 0.05 0.10 0.10 0.10 0.20 2.00 1.00 1.00 2.5o 0.02 0.10 0.20 0.20o 0.20 0,50 3.00 2.00 2.00 4.00 0.03 0.15 0.30 0.40 0.40 0,80 4.00 3.00 0.04 0.40 0.6o 1.00 3.00 5.00 0,20 0.60 5.00 4.00 4.00 7.50 0.05 0.25 0.50 0.80 0.8o 1.50 6.00 5.00 5.00 10.00 0,06 0.30 0.60o 1.00 1.00 2.00 7.4光谱测量 仪器的最优化 开启电感稠合等离子体(ICP)光谱仪,进行测量前至少运行1h以上 测量最浓校准溶液,根据仪器厂家提供的操作程序和指南调节仪器参数,选择合适的分析条件,对 仪器工作条件进行优化. 准备工作曲线绘制、测量及统计计算等软件 检查5.1.25.1.5中给定的各项仪器性能要求 7.4.2发射强度的测量 7. 4.2.1校准溶液的测量 先使用零浓度校准溶液,并按浓度递增的顺序吸人校准溶液,在每次吸人溶液之间吸人去离子水 至少重复测量2次,取2个读数的平均值 7.4.2.2试验溶液的测量 校准溶液测量后,立即测量试验溶液,每次测量之间吸人去离子水 其间间隔插人有证标准样品溶
GB/T24585一2009 液的测量 试验溶液至少应重复进行2次 7.5分析线中干扰线的校正 先检查各共存元素对被测元素分析线的光谱干扰 有光谱干扰的情况下,按8.2求出光谱干扰校 正系数,即当共存元素质量分数为1%时相当的被测元素质量分数 7.6校准曲线的绘制 以净强度为Y轴,被测元素的浓度(4g/mL)为X轴作线性回归 计算相关系数,应符合5.1.6的 规定 结果计算 8.1根据校准曲线(7.6),将试液的光谱强度计算出相应测定元素的浓度,以4g/mL表示 被测元素的含量以质量分数w,计.数值以%表示.按式(1)计算 e二x ×100 7三 文10 式中: -试料质量,单位为克(g); N 试样溶液中分析元素的浓度,单位为微克每毫升(ug/mL); 空白试验溶液中分析元素的浓度,单位为微克每毫升(ug/mL); o0 校正和试验溶液的最终体积,单位为毫升(mL) 注l:如果发现存在光谱干扰,应按8.2规定进行修正 注2，如果使用校准曲线漂移校正程序后立即进行试样的分析,可以按附录B的规定操作 光谱干扰的修正 建议使用合成标准溶液作为对光谱干扰的修正方法,程序如下 采用与试料基体铁镍含量相当的基体溶液和分析元素“;”配制系列溶液对分析元素“;”绘制校准 曲线 采用分析元素“;”的校准曲线,用与试料基体铁镍含量相当的基体溶液加干扰元素“j”配制系列溶 液,采用分析元素“”的校准曲线来测定干扰元素“j”对分析元素“;”的表观含量 干扰元素“”的实际含量w)和干扰元素“j”对分析元素“”的表观含量(w,)两者之间的关系用最 小 二乘法计算 ！ ”w十力 w 式中: -元素“j”对分析元素“;”中的光谱干扰系数; -常数 进行干扰元素修正时,每一元素含量,按式(3)计算,用质量分数表示 一A)v Y×100-习w,! 7一 m又 式中: 试料质量,单位为克(g); 试样溶液中分析元素的浓度,单位为微克每毫升(ug/mL). O 空白试验溶液中分析的浓度,单位为微克每毫升(ug/mL). O0 试样中干扰元素的质量分数,% 干扰元素“”对分析元素“”的光谱干扰系数,相当于干扰元素1%时分析元素的质量 分数,% -校正和试验溶液的最终体积,单位为毫升mL)
GB/T24585一2009 注;光谱干扰的过度修正是不可取的 允许最大的修正值大约为分析元素分析值标准偏差的10倍 如果修正值 大于此数,该修正不适用于电感绸合等离子体原子发射光谱分析 精密度 本标准的精密度是由8个实验室共同试验,并按GB/T6379.1和GB/T6379.2规定进行统计分 析所确定的结果,精密度见表5 表5精密度 元素 含量范围(质量分数)/% 重复性限" 再现性限R 0.0030.037 r=0.103lm十0.0002 lgR=0.7336lg一1.1695 0.0541.0 lgr=0.5326lgm一1.7231 R=0.5102lgm一1.1652 Mn Cr 0.0380.71 lgr=0.5579lgm-1.551" gR=0.84lgm-1.2087 Ca 0.0302.25 lgr=0.5293lgm-1.6989 R=0.0832m十0.0047 Cu 0.0079~0.29 lgr=0,76lg-1.7909 R=0,0438m十0.0014 Si 0.100.53 gr=1.0876lgm一1.5609 gR=0,6757lgm一l.0639 式中，"是分析元素的含量,用质量分数计,以%表示 重复性限r,再现性限R按以上表5给出的方程求得 在重复性条件下,获得的2次独立测试结果的绝对差值不大于重复性限(r),大于重复性限(r)的情 况以不超过5%为前提 在再现性条件下,获得的2次独立测试结果的绝对差值不大于再现性限(R),大于再现性限(R)的 情况以不超过5%为前提 分析结果的表示 10 分析结果为2次独立分析结果的平均值,分析结果保留小数点后2位有效数字 试验报告 1 试验报告应包括下列内容: a)识别样品、实验室和试验日期所需的全部资料; b) 引用标准 c)结果与其表示; d 使用的分析线 e 测定中发现的异常现象; 在测定过程中注意到的任何特性和本标准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/T24585一2009 附 录A 规范性附录 电感耦合等离子体光谱仪检出限(DL)、背景等效浓度(BEC)性能试验 A.1目的 本附录中给出的性能试验目的在于使用不同类型的仪器对等离子体光谱仪检出限(DL),背景等效 浓度(BEC)性能进行适当的测定,允许不同的仪器使用不同的操作条件,但等离子体光谱仪最终能产生 -致的结果 需要试验的元素见表3 A.2定义 本标准应用以下定义 A.2.1检出限(DL);当元素产生最小浓度信号时,可以认为超出了任何带有一定规定等级的伪背景 信号;另一方面,元素浓度产生信号是背景水平值标准偏差的3倍 A.2.2背景等效浓度(BEC):是产生与背景强度值相等的净强度相当于分析元素的浓度;是对给定波 长灵敏度的度量 A.3校准溶液 应制备3个与试料基体铁镍含量相当的基体溶液和所有需要试验的元素浓度等级为0×DL(空 白),l0XDL,和1000XDL的校准溶液 制备校准溶液的DL值可以是实验室值或是表3中给出的估计值 A.4程序 该程序用于每一试验元素的操作 应按制造商的建议和实验室的定量分析的实践经验对等离子体光谱仪进行最初的调节 吸人空白 液并取10次强度读数 对另外两种参比溶液重复此操作 使用式(A.1)计算分析曲线的斜率: M=Ca/!一I A.1) 式中 M 分析曲线的斜率; -第二个参比溶液的浓度,比检出限高一级 -第二个参比溶液10次原始强度读数的平均值; 空白溶液10次强度读数的平均值 使用式(A.2)计算DL DL=3SM A.2 - 式中: DL 检出限,单位为微克每毫升ug/mL); 是10次空白强度读数的标准偏差 使用式(A.3)计算EC BEC=M×I A.3
GB/T24585一2009 式中: BEC 背景等效浓度,单位为微克每毫升4g/mlL). 从原始平均强度()与空白平均强度的差值来计算参比溶液3的净平均强度(IN.),如下 (A.4 IN=!一I 式中: IN 溶液3(DL的1000倍)的净平均强度
GB/T24585一2009 附 录 B 规范性附录 校准曲线的标准化(漂移校正 校准曲线的定期检查和校正,按如下操作进行 取两份校准溶液,各分析元素的含量分别是最低和最高的 在绘制的校准曲线中,测定这两种校准溶液的光谱强度,按式(B.1)和式(B.2)计算校正系数a 和8 I二I B.1 一 ls *** B.2 3=I》一alL 3 式中: -高含量校准溶液的初始测量强度; l L 低含量校准溶液的初始测量强度; 高含量校准溶液在一定时间间隔后的测量强度 I 低含量校准溶液在 一定时间间隔后的测量强度; 测定的试样溶液光谱强度应使用校正系数a和p校正,按式(B.3)计算 B.3 [e =a I十8 式中: 经校正后的强度值; 测定强度值 在下次校正前,同一批分析中应使用相同的 和月值 注1:标准化频率取决于仪器的特性 一般,30min或每隔10一20个试样,用相同的校准溶液校正校准曲线 注2:校正后的强度值le)用来计算分析元素含量,该计算通常由计算机来完成