碳化硅化學(xué)分析方法

xxx公司文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度碳化硅化學(xué)分析方法1樣品的制備1.1結(jié)晶塊試樣取具有統(tǒng)計(jì)代表性的結(jié)晶塊，破碎至完全通過2mm篩網(wǎng)，混勻，用四分法縮分至50g～60g。繼續(xù)用鋼玉研缽研細(xì)至全部通過355μm篩網(wǎng)。用吸力9.8N~14.7N的磁鐵吸出粉碎中帶入的鐵質(zhì)。然后混勻，裝入試樣袋，于105℃～110℃的烘箱中烘干1h，取出，放入干燥器中，冷卻備用。如果對(duì)三氧化二鐵的測(cè)定有嚴(yán)格要求，則應(yīng)按下列方法另行制樣用以測(cè)定三氧化二鐵：取具有統(tǒng)計(jì)代表性的結(jié)晶塊，破碎至完全通過2mm篩網(wǎng)，混勻，用四分法縮分至50g～60g。再用剛玉研缽研細(xì)至全部通過500μm篩網(wǎng)，混勻，用四分法縮分至20g～25g。繼續(xù)用剛玉研缽研細(xì)至全部通過355μm篩網(wǎng)，混勻，裝入試樣袋，置于105℃～110℃的烘箱中烘干1h，取出，放入干燥器中，冷卻備用。1.2磨料試樣對(duì)于F54(P50)及以粗的試樣，取樣和縮分依照GB/T4676進(jìn)行，其余操作同1.1。對(duì)于F60(P60)及以細(xì)的試樣，依照GB/T4676取樣并縮分至50g～60g，裝入試樣袋，置于105℃～110℃的烘箱中烘干1h，取出，放入干燥器中，冷卻備用。用作測(cè)定總碳的試樣需研細(xì)至全部通過150μm篩網(wǎng)。第一節(jié)游離碳的測(cè)定一、原理試樣在750℃±10℃（650℃±10℃）的溫度下，經(jīng)過灼燒，其表面的游離碳被氧化成二氧化碳損失，失去的重量來(lái)計(jì)算游離碳的含量。二、分析步驟1.F400(P800、W28、JIS#700)及以粗的試樣的測(cè)定稱取試樣1克于已灼燒至恒重的鉑皿中，置于爐溫為750℃±10℃的馬弗爐中，灼燒30分鐘，取出冷卻后，稱重，反復(fù)灼燒至恒重。2.F400(P800、W28、JIS#700)以細(xì)的試樣的測(cè)定稱取試樣1克于已灼燒至恒重的鉑皿中，置于爐溫為650℃±10℃的馬弗爐中，灼燒25分鐘，取出冷卻后，稱重，反復(fù)灼燒至恒重。三、結(jié)果計(jì)算游離碳的質(zhì)量含量W(CF)，數(shù)值以％表示，按下列公式計(jì)算：W(CF)＝………….（1）式中：m1——試樣加鉑皿灼燒前質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m2——試樣加鉑皿灼燒后質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m3——試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；計(jì)算結(jié)果精確到0.01。四、允許誤差%允許誤差按表1的規(guī)定。%表1含量范圍允許誤差同一試驗(yàn)室不同試驗(yàn)室≤0.25±0.03±0.04>0.25~0.50±0.04±0.05>0.50~1.50±0.07±0.08第二節(jié)碳化硅的測(cè)定一、原理試樣經(jīng)氫氟酸-硝酸-硫酸處理使游離硅及二氧化硅生成揮發(fā)性的四氟化硅逸出；F400以細(xì)的微粉只用氫氟酸處理，用鹽酸浸取使表面雜質(zhì)溶解，測(cè)定殘留物量即為碳化硅的含量（F400以細(xì)的微粉需減去其中的游離硅的含量），或由測(cè)定的總碳及游離碳的量計(jì)算而得。二、試劑1.硝酸（密度1.42g/cm3）。2.氫氟酸（不小于40％）。3.鹽酸：（1+1）、（5+95）。4.硫酸：（1+1）。三、分析步驟1.F400(P800、W28、JIS#700)及以粗的試樣的測(cè)定稱取試樣約1g，精確至0.0001g，放入鉑皿中，用少量水潤(rùn)濕，加硝酸2mL、硫酸（1+1）3滴~5滴，氫氟酸15mL,置于砂浴上蒸發(fā)至三氧化硫白煙冒盡，取下稍冷，加鹽酸（1+1）15mL，于砂浴上加熱10min~15min使表面雜質(zhì)溶解，稍冷，用中速定量濾紙過濾，用溫?zé)岬南←}酸溶液（5+95）洗滌鉑皿及殘留物7次~8次，濾紙及洗液收集于250mL容量瓶中，冷卻后稀釋至刻度，搖勻，留作測(cè)定三氧化二鐵。將殘留物及濾紙放入鉑皿中，低溫灰化后于750℃±10℃灼燒，冷卻，稱量，反復(fù)灼燒至恒重。2.F400(P800、W28、JIS#700)以細(xì)的試樣的測(cè)定稱取試樣約1g，精確至0.0001g，放入鉑皿中，用少量水潤(rùn)濕，加氫氟酸10mL，于砂浴上蒸發(fā)至干，再加氫氟酸5mL繼續(xù)蒸發(fā)至干，保持30min，取下稍冷，加鹽酸（1+1）15mL，于砂浴上加熱10min~15min使表面雜質(zhì)溶解，稍冷，用中速定量濾紙加少許濾紙漿過濾，用溫?zé)岬南←}酸溶液（5+95）洗滌鉑皿及殘留物7次~8次，濾紙及洗液收集于250mL容量瓶中，冷卻后稀釋至刻度，搖勻，留作測(cè)定三氧化二鐵。將殘留物及濾紙放入鉑皿中，低溫灰化后于650℃±10℃灼燒，冷卻，稱量，反復(fù)灼燒至恒重。四、結(jié)果計(jì)算1.F400(P800、W28、JIS#700)及以粗的試樣的計(jì)算碳化硅的質(zhì)量含量W(SiC)，數(shù)值以％表示，按下列公式計(jì)算：W(SiC)=……….…………（2）式中：m1——試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m2——鉑皿質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m3——?dú)埩粑锛鱼K皿質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）。計(jì)算結(jié)果精確到0.01。2.F400(P800、W28、JIS#700)以細(xì)的試樣的計(jì)算碳化硅的質(zhì)量含量W(SiC)，數(shù)值以％表示，按下列公式計(jì)算：W(SiC)=-W(SiF)……….…………（3）式中：m1——試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m2——鉑皿質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m3——?dú)埩粑锛鱼K皿質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）。計(jì)算結(jié)果精確到0.01。五、允許誤差%允許誤差按表2的規(guī)定。%表2同一試驗(yàn)室不同試驗(yàn)室±0.30±0.40第三節(jié)三氧化二鐵的測(cè)定一、原理在pH8～pH11.5的氨性溶液中，三價(jià)鐵離子與磺基水楊酸反應(yīng)生成黃色的磺基水楊酸鐵絡(luò)鹽，于波長(zhǎng)420nm處測(cè)其吸光度，從而測(cè)定三氧化二鐵的含量。二、試劑1.鹽酸：（5+95）。2.氨水：（1+1）。3.磺基水楊酸溶液（15%）。4.三氧化二鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.1mg/mL。稱取已烘干的三氧化二鐵（光譜純?cè)噭?.1000g，置于250mL燒杯中，加入鹽酸（1+1）30mL，加熱溶解，冷卻至室溫后移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，即為三氧化二鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液。1mL此溶液含0.1mg的三氧化二鐵。5.空白溶液：以鹽酸（5+95）代替。三、儀器及裝置分光光度計(jì)。四、分析步驟1.測(cè)定用移液管移取第二節(jié)中碳化硅的測(cè)定中過濾的濾液25mL于50mL容量瓶中，加入磺基水楊酸溶液10mL，滴加氨水至溶液呈穩(wěn)定黃色，再過量3mL，冷卻，用水稀釋至刻度，搖勻，以水作參比溶液，用1cm比色皿，于波長(zhǎng)420nm處比色測(cè)定其吸光度。用同樣方法做空白試驗(yàn)。減去空白試驗(yàn)的吸光度后，于工作曲線上查得三氧化二鐵的質(zhì)量。2.工作曲線的繪制用移液管移取鹽酸（5+95）10mL分別放入7個(gè)50mL的容量瓶中，用微量滴定管依次分別加入三氧化二鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL，8.00mL，以下按四.1方法操作，測(cè)定其吸光度，減去空白溶液的吸光度后，與相應(yīng)的三氧化二鐵質(zhì)量相對(duì)應(yīng)，繪制成工作曲線。3.結(jié)果計(jì)算三氧化二鐵的質(zhì)量含量W(Fe2O3)，數(shù)值以%表示，按下列公式計(jì)算：W(Fe2O3)=……………（4）式中：m1——試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m2——分取試樣溶液中自工作曲線上查得的三氧化二鐵質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；V1——從碳化硅測(cè)定制備的濾液總體積數(shù)值，單位為毫升（mL）；V2——從碳化硅測(cè)定制備的濾液中分取試液體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）。計(jì)算結(jié)果精確到0.01。4.允許誤差%允許誤差按表3的規(guī)定。%表3含量范圍允許誤差同一試驗(yàn)室不同試驗(yàn)室≤0.25±0.02±0.03>0.25~0.50±0.03±0.04>0.50~1.00±0.04±0.06>1.00~2.50±0.07±0.10第四節(jié)二氧化硅的測(cè)定一、原理試樣用氯化鈉-鹽酸-氫氟酸處理，使二氧化硅溶解，加鉬酸銨使硅酸離子形成硅鉬雜多酸，用1，2，4-酸還原劑將其還原成硅鉬藍(lán)，于700nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度。二、試劑1.鹽酸：（1+1）、（1+4）。2.氨水：（1+4）。3.氫氟酸：（1+1）。4.氯化鈉溶液（10%）。5.氯化鋁溶液（45%）：稱取90g氯化鋁（六水化合物）溶于水中，用水稀釋至200mL。6.鉬酸銨溶液（5%）：稱取5g鉬酸銨溶于水中，用水稀釋到100mL，放置24h過濾后使用；若出現(xiàn)沉淀，應(yīng)停止使用。7.酒石酸溶液（10％）。8.1，2，4-酸溶液（0.15％）：稱取0.15g1，2，4-酸（1-氨基-2-萘酚-4-磺酸）溶于20mL亞硫酸鈉溶液（7％）中，然后和180mL亞硫酸鈉溶液（10％）混合。此溶液的使用期是兩周。9.對(duì)硝基苯酚溶液（0.2％）。10.二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.05mg/mL。稱取經(jīng)1000℃灼燒過的二氧化硅（高純?cè)噭?.5000g于鉑坩堝中，與無(wú)水碳酸鈉（基準(zhǔn)試劑）2g仔細(xì)混勻，再覆蓋無(wú)水碳酸鈉（基準(zhǔn)試劑）0.5g，送入高溫爐中與850℃～900℃熔融20min，取出，冷卻，洗凈坩堝外壁，在聚乙烯燒杯中用熱水浸出，冷卻后轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，立即移入清潔干燥的塑料瓶中貯存。1mL此溶液含0.5mg的二氧化硅。用移液管移取上述0.5mg/mL的二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液25mL于預(yù)先盛有10mL鹽酸（1+4）的250mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，即為二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液。1mL此溶液含0.05mg的二氧化硅。11.空白溶液：于聚四氟乙烯燒杯中加入氯化鈉溶液1mL、鹽酸（1+1）3mL、氫氟酸（1+1）3mL，氯化鋁溶液12mL，混勻，移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。三、儀器及裝置1.聚四氟乙烯燒杯，容量為100mL。2.分光光度計(jì)。四、分析步驟1.測(cè)定稱取試樣0.2g，精確至0.0001g，放入聚四氟乙烯燒杯中，加入氯化鈉溶液1mL、鹽酸（1+1）3mL、氫氟酸（1+1）3mL在80℃～90℃水浴上加熱15min～20min，冷卻，加入氯化鋁溶液12mL,混勻，移入100mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，靜置后（微粉試樣可進(jìn)行干過濾）用移液管移取上部澄清液10mL于100mL容量瓶中，加水至溶液體積為50mL，加入對(duì)硝基苯酚溶液2滴～3滴作為指示劑，用氨水中和至溶液呈黃色，立即加入鹽酸（1+4）5mL，加入鉬酸銨溶液5mL，放置15min。加入酒石酸溶液10mL，1，2，4-酸溶液5mL，加水稀釋至刻度，搖勻，放置30min，用1cm的比色皿于波長(zhǎng)700nm處，用水作參比液測(cè)定其吸光度。用同樣方法作空白試驗(yàn)。減去空白試驗(yàn)的吸光度后，于工作曲線上查得二氧化硅的質(zhì)量。2.工作曲線的繪制吸取空白溶液10mL分別放入8個(gè)100mL容量瓶中，再于容量瓶中用微量滴定管依次分別加入二氧化硅標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL，以下按四.1方法操作，測(cè)定其吸光度，減去空白溶液吸光度后，與相應(yīng)的二氧化硅質(zhì)量相對(duì)應(yīng)，繪制成工作曲線。五、結(jié)果計(jì)算二氧化硅的質(zhì)量含量W（SiO2），數(shù)值以％表示，按下列公式計(jì)算：W（SiO2）=………..….（5）式中：m1——試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；m2——分取試樣溶液中自工作曲線上查得的二氧化硅質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；V1——試驗(yàn)溶液總體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；V2——分取試液的體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）。計(jì)算結(jié)果精確到0.01。六、允許誤差%允許誤差按表4之規(guī)定。%表4含量范圍允許誤差同一試驗(yàn)室不同試驗(yàn)室≤0.25±0.02±0.03>0.25~0.50±0.03±0.04>0.50~1.50±0.06±0.08>1.50~3.50±0.10±0.12>3.50~5.00±0.15±0.20第五節(jié)游離硅的測(cè)定一、原理試樣用硝酸鈉-硝酸-氫氟酸處理，使二氧化硅及游離硅溶解，用硅鉬藍(lán)吸光光度法測(cè)得其含量減去二氧化硅的含量換算而得。二、試劑1.硝酸：（1+1）。2.鹽酸：（1+4）。3.氫氟酸：（1+1）。4.氨水：（1+4）。5.硝酸鈉溶液（10％）6.氯化鋁溶液：（45%）：稱取90g氯化鋁（六水化合物）溶于水中，用水稀釋至200mL。7.鉬酸銨溶液：（5%）：稱取5g鉬酸銨溶于水中，用水稀釋到100mL，放置24h過濾后使用；若出現(xiàn)沉淀，應(yīng)停止使用。8.酒石酸溶液：（10%）9.1，2，4-酸溶液：（0.15％）：稱取0.15g1，2，4-酸（1-氨基-2-萘酚-4-磺酸）溶于20mL亞硫酸鈉溶液（7％）中，然后和180mL亞硫酸鈉溶液（10％）混合。此溶液的使用期是兩周。10.對(duì)硝基苯酚溶液：（0.2%）三、儀器及裝置1.聚四氟乙烯燒杯，容量為100mL。2.分光光度計(jì)。四、分析步驟操作同二氧化硅分析步驟，但所加試劑氯化鈉溶液1mL改為硝酸鈉溶液1mL；鹽酸（1+1）3mL改為硝酸（1+1）3mL。五、結(jié)果計(jì)算游離硅的質(zhì)量含量W(SiF)，數(shù)值以％表示，按下列公式計(jì)算：W(SiF)=[{}-W(SiO2)]×0.4674…………（6）式中：m1——試樣質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）;m2——分取試樣溶液中自工作曲線上查得的二氧化硅質(zhì)量的數(shù)值，單位為克（g）；V1——試驗(yàn)溶液總體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）；V2——分取試液體積的數(shù)值，單位為毫升（mL）。計(jì)算結(jié)果精確到0.01。六、允許誤差%允許誤差按表5之規(guī)定。%表5含量范圍允許誤