《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法 電感耦合等離子體質(zhì)譜法》-送審稿-編制說明

2023年2月，全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會下達(dá)了《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)2023年第一批有色金屬國家、行業(yè)、協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)制（修）訂項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（有色標(biāo)委[2023]22號），其中《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》的制定工作由國標(biāo)（北京）檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司、國合通用（青島）測試評價有限公司、中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司、廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心負(fù)責(zé)起草，項(xiàng)目計(jì)劃編號為2023-003-T/CNIA，項(xiàng)目周期18個月，完成年限2024年8月。在統(tǒng)一樣品收集和標(biāo)準(zhǔn)研制過程中，缺少M(fèi)g9998A牌號的統(tǒng)一樣，由河南宇航金屬材料有限公司提供，最終確定編制組成員為國合通用（青島）測試評價有限公司、昆明冶金研究院有限公司、中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司、廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心、島津企業(yè)管理（中國）有限公司、河南宇航金屬材料有限公司、遼寧中科力勒檢測技術(shù)服務(wù)有限公司、西安交通大學(xué)。3.1主要參加單位情況國標(biāo)（北京）檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司是本標(biāo)準(zhǔn)的主編單位。在工作前期，對現(xiàn)階段鎂及鎂合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及檢測需求、檢測現(xiàn)狀及國內(nèi)外相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了充分的調(diào)研，并設(shè)計(jì)了采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測定鎂及鎂合金中鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的實(shí)驗(yàn)方案。項(xiàng)目計(jì)劃下達(dá)后，積極聯(lián)系產(chǎn)品生產(chǎn)單位河南宇航金屬材料有限公司制備樣品；完成ICP-MS測定方法的研究并形成研究報告及《討論稿》；發(fā)放樣品并協(xié)調(diào)驗(yàn)證單位完成驗(yàn)證報告，并在綜合各驗(yàn)證單位意見的基礎(chǔ)上編制《征求意見稿》；負(fù)責(zé)匯總精密度數(shù)據(jù)，完成數(shù)理統(tǒng)計(jì)工作；負(fù)責(zé)意見征集與匯總；并負(fù)責(zé)在標(biāo)準(zhǔn)預(yù)審會、審定會上進(jìn)行項(xiàng)目介紹與答辯，最終形成報批稿，協(xié)助標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會秘書處完成標(biāo)準(zhǔn)的報批工作。有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院有限責(zé)任公司自參加標(biāo)準(zhǔn)工作以來，積極組織協(xié)調(diào)、召集相關(guān)單位召開標(biāo)準(zhǔn)會議，以及協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)所需樣品的收集等工作，為標(biāo)準(zhǔn)的編制提出了寶貴的意見和建議。國合通用（青島）測試評價有限公司、昆明冶金研究院有限公司、中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司是方法的一驗(yàn)單位，負(fù)責(zé)逐條驗(yàn)證《研究報告》的內(nèi)容，對方法的可行性進(jìn)行論證并給出結(jié)論；負(fù)責(zé)提供統(tǒng)一樣品的原始測定數(shù)據(jù)；協(xié)助起草單位完成標(biāo)準(zhǔn)報批稿的校核工作。廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心、島津企業(yè)管理（中國）有限公司是方法的二驗(yàn)單位，主要按照《研究報告》中的試驗(yàn)步驟完成統(tǒng)一樣品的測定并提供原始測定數(shù)據(jù)，對于試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題及時反饋給起草單位。遼寧中科力勒檢測技術(shù)服務(wù)有限公司和西安交通大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證，對主編單位提供的統(tǒng)一樣品進(jìn)行準(zhǔn)確度驗(yàn)證工作。3.2主要工作成員所負(fù)責(zé)的工作情況本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及工作職責(zé)見表1。表1主要起草人及工作職責(zé)負(fù)責(zé)試驗(yàn)方案的確定，試驗(yàn)實(shí)施，各階段標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)方法一驗(yàn)工作，對ICP-MS的條件實(shí)驗(yàn)進(jìn)司4、主要工作過程4.1預(yù)研階段近十年來，隨著我國鎂及鎂合金產(chǎn)品的快速發(fā)展，不僅涌現(xiàn)了越來越多的鎂合金牌號，而且對原生鎂錠的純度提出了更高的要求。為了滿足生產(chǎn)、貿(mào)易的小，國內(nèi)外發(fā)布了一系列鎂相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其中化學(xué)成分分析檢測是評價產(chǎn)品質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對鎂及鎂合金中元素及其含量的檢測需求也日益提升。國標(biāo)（北京）檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司（以下簡稱“國標(biāo)公司”）是國家有色金屬行業(yè)最知名的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，長期從事鎂及鎂合金產(chǎn)品分析檢測，對近年來客戶委托需求和新發(fā)布的相關(guān)鎂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)研、匯總。已發(fā)布的GB/T13748系列標(biāo)準(zhǔn)中部分檢測方法的下限不能滿足鎂及鎂合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中對痕量元素檢測下限的要求，如Al、Ca等；部分元素的檢測下限正好是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的下限，如Cu、Pb等；還有部分元素在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中有明確規(guī)定，但缺乏相應(yīng)的檢測方法，如Cr、Hg等；也有些元素的檢測下限能夠滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，如Be、Mn等，但檢測方法均是單元素分析方法，檢測效率低。主編單位在原有GB/T13748系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，新增了等元素ICP-MS測試鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛等元素這樣一種高靈敏度、低檢出限、多元素同時測定的分析方法來滿足鎂及鎂合金中痕量元素的分析檢測需求。4.2立項(xiàng)階段2022年11月，國標(biāo)（北京）檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司向全體委員會提交了《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目建議書、標(biāo)準(zhǔn)草案以及立項(xiàng)報告等材料，全體委員會論證結(jié)果為同意立項(xiàng)。2023年2月，全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會下達(dá)了《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制訂計(jì)劃，項(xiàng)目計(jì)劃編號為2023-003-T/CNIA，項(xiàng)目周期18個月，完成年限2024年8月。4.3起草階段（1）任務(wù)落實(shí)2023年3月8日～3月10日在江蘇省蘇州市召開工作會議，對本項(xiàng)目進(jìn)行了任務(wù)落實(shí)。會議明確了項(xiàng)目的時間進(jìn)度安排，國合通用（青島）測試評價有限公司、昆明冶金研究院有限公司等5家單位參與方法的驗(yàn)證。（2）樣品收集及試驗(yàn)研究任務(wù)落實(shí)會議后，結(jié)合修訂的《原生鎂錠》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充的牌號，起草單位聯(lián)系河南宇航金屬材料有限公司補(bǔ)充了牌號為Mg9998A的原生鎂錠作為統(tǒng)一樣。2023年3月~4月，編制組人員對樣品的稱樣量、溶解加酸量、質(zhì)譜干擾、測定模式的選擇、基體效應(yīng)、檢出限等進(jìn)行條件實(shí)驗(yàn)，確定了采用ICP-MS分析鎂及鎂合金樣品的試驗(yàn)步驟。按照確定的實(shí)驗(yàn)方法，對4個統(tǒng)一樣及1個模擬樣進(jìn)行精密度測試，并對數(shù)據(jù)的平均值和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行整理匯總。2023年5月初，起草單位撰寫完成本項(xiàng)目的《研究報告》，撰寫了《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（討論稿）。（3）驗(yàn)證單位驗(yàn)證2023年5月初，起草單位將樣品和方法研究報告郵寄給各驗(yàn)證單位進(jìn)行數(shù)據(jù)的驗(yàn)證工作。2023年6月，各驗(yàn)證單位陸續(xù)完成驗(yàn)證工作并返回驗(yàn)證報告。驗(yàn)證單位主要針對試劑純度要求、同位素選擇、內(nèi)標(biāo)元素的選擇等方面提出意見。起草單位認(rèn)真考慮各驗(yàn)證單位意見，并在項(xiàng)目工作群進(jìn)行反饋、討論，對《討論稿》進(jìn)行修改完善后形成《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（征求意見稿）。起草單位工作人員對各單位精密度數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理匯總，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行柯克倫檢驗(yàn)剔除精密度離群值，對數(shù)據(jù)進(jìn)行格拉布斯檢驗(yàn)剔除準(zhǔn)確度離群值，在此基礎(chǔ)上完成了重復(fù)性限和再現(xiàn)性限的計(jì)算。4.4征求意見階段編制組通過發(fā)函、中國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量信息網(wǎng)上公開等方式對《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》（征求意見稿）征求意見，各單位通過微信、電話等方式向編制組反饋意見，編制組認(rèn)真記錄意見并形成意見匯總表。2023年6月25日~28日在遼寧省沈陽市召開《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》標(biāo)準(zhǔn)預(yù)審會。會上金川集團(tuán)股份有限公司、廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司、東北輕合金有限責(zé)任公司、有研工程技術(shù)研究院有限公司等單位的三十余位專家代表對本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審閱和討論，并提出寶貴修改意見。專家建議補(bǔ)充As、Sn、Be、Ca精密度試驗(yàn)，由于收集到的統(tǒng)一樣中As含量約0.0060%，超過本方法的測定范圍，故As含量的精密度試驗(yàn)不作補(bǔ)充。復(fù)測4#統(tǒng)一樣中Ca的含量，補(bǔ)充8#和9#統(tǒng)一樣，分別用于Be和Sn含量的測定，分別獨(dú)立進(jìn)行7次測定，統(tǒng)計(jì)精密度。會后，主起草單位國標(biāo)（北京）檢驗(yàn)認(rèn)證根據(jù)專家提的寶貴意見對標(biāo)準(zhǔn)文本和編制說明進(jìn)行修改，并進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)。在征求意見階段，起草單位將征求意見稿發(fā)送至25家單位。其中收到征求意見稿后，回函的單位數(shù)為25個，回函并有建議或意見的單位數(shù)為11個，沒有回函的單位數(shù)為0個。編制組依據(jù)各家單位的意見和對標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行修改，最后形成本標(biāo)準(zhǔn)的送審稿。4.5審查階段4.6報批階段標(biāo)準(zhǔn)格式嚴(yán)格按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第4部分：試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》等文件的要求編寫，并按照GB/T6379.2-2004《測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測試方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法》的要求進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)及重復(fù)性線和再現(xiàn)性限的計(jì)算。本標(biāo)準(zhǔn)采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時測定鎂及鎂合金中鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量，采用碰撞反應(yīng)池技術(shù)消除鈣、鐵、砷的質(zhì)譜干擾。本標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)外均為首次制定，具有前瞻性和引領(lǐng)性。本標(biāo)準(zhǔn)以滿足我國鎂及鎂合金產(chǎn)品實(shí)際檢測需求為原則，宜于應(yīng)用，能夠滿足鎂及鎂合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不同牌號鎂及鎂合金中雜質(zhì)元素的測定，對生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。本文件在修訂過程中，充分考慮了國家法律、安全、衛(wèi)生、環(huán)保法規(guī)的要求，符合相關(guān)規(guī)定。1、測定范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鎂及鎂合金中鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測定方法。依據(jù)《原生鎂錠》、《變形鎂及鎂合金牌號和化學(xué)成分》等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對元素含量的要求，見表2。鈹、鋁、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、鉛含量的測定下限定為0.0001%；考慮到ICP-MS儀器的檢測能力，鈣和汞的測定下限定為0.0005%；由于GB/T13748系列標(biāo)準(zhǔn)中有ICP-AES方法，為使測試范圍銜接得更好，將本標(biāo)準(zhǔn)的測試上限定為0.005%。即鈹、鋁、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、鉛的測定范圍為0.0001%~0.005%，鈣和汞的測定范圍為0.0005%~0.005%。MgAlAS21BCd+Hg+As+Cr<Ni2、樣品稱量與溶解通常采用ICP-MS測定高純金屬及其合金時稱樣量為0.10g，本標(biāo)準(zhǔn)也采用0.10g的稱樣量。經(jīng)條件試驗(yàn)確定，鎂及鎂合金可采用硝酸（1+1）+鹽酸（1+1）混酸進(jìn)行溶解。為了加速溶解，加入2mL硝酸（1+1）和0.5mL鹽酸（1+1）需要低溫加熱，3mL硝酸（1+1）和1mL鹽酸（1+1）和4mL硝酸（1+1）和2mL鹽酸（1+1）無需加熱即可快速溶解樣品。本著溶解方法簡單、待測溶液保持一定的酸度且加酸不過量的原則，選擇3mL硝酸（1+1）和1mL鹽酸（1+1）作為溶樣加酸量。3、質(zhì)譜干擾及測定模式選擇ICP-MS分析時通常選擇豐度高且無干擾的同位素質(zhì)量數(shù)進(jìn)行測定。鎂及鎂合金中Be、Al、Ti、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Sn、Hg、Pb均有不受質(zhì)譜干擾的同位素，選擇各自豐度盡量高且不受干擾的同位素進(jìn)行測定；56Fe、40Ca及75As分別受到40Ar16O、40Ar及35Cl40Ar+和37Cl38Ar+的干擾，需要采用碰撞反應(yīng)池模式進(jìn)行測定，如表3所示。表3待測元素同位素豐度及質(zhì)譜干擾情況元素同位素豐度質(zhì)譜干擾測定模式Be9—標(biāo)準(zhǔn)模式Al27—標(biāo)準(zhǔn)模式Ca4096.94%40Ar碰撞反應(yīng)池模式442.09%—標(biāo)準(zhǔn)模式477.30%—標(biāo)準(zhǔn)模式Cr5283.79%—標(biāo)準(zhǔn)模式Mn55—標(biāo)準(zhǔn)模式Fe5691.72%40Ar16O碰撞反應(yīng)池模式Ni6026.10%—標(biāo)準(zhǔn)模式Cu63—標(biāo)準(zhǔn)模式6530.83%—標(biāo)準(zhǔn)模式Zn6627.90%—標(biāo)準(zhǔn)模式6818.80%—標(biāo)準(zhǔn)模式As7535Cl40Ar+、37Cl38Ar+碰撞反應(yīng)池模式Cd12.80%—標(biāo)準(zhǔn)模式24.22%—標(biāo)準(zhǔn)模式8.58%—標(biāo)準(zhǔn)模式Hg201—標(biāo)準(zhǔn)模式20229.86—標(biāo)準(zhǔn)模式Pb20852.4—標(biāo)準(zhǔn)模式4、基體效應(yīng)采用內(nèi)標(biāo)法校正基體影響及儀器波動對測定的影響。調(diào)諧儀器至最佳狀態(tài)，比較了10ng/mL鈧、銫、鉈三種內(nèi)標(biāo)元素在鎂基體濃度分別為0mg/mL、0.5mg/mL、1mg/mL和2mg/mL溶液中的信號強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著鎂基體濃度增大，Sc信號強(qiáng)度呈現(xiàn)上升趨勢，而Cs、Tl內(nèi)標(biāo)計(jì)數(shù)基本穩(wěn)定，如表4。表4不同基體濃度內(nèi)標(biāo)計(jì)數(shù)基體濃度/mg/mLCsTl01295782000821756130.51296511955111759341348091983881745262.0139217199764176389以Cs和Tl為內(nèi)標(biāo)，對1#樣品進(jìn)行輕、中、重質(zhì)量元素Be、Al、Ti、Ni、Cr、Sn、Pb進(jìn)行加標(biāo)回收，結(jié)果如表5所示，回收率在90%~110%范圍內(nèi)。因此，本方法采用內(nèi)標(biāo)法，不需要進(jìn)行基體匹配。表5內(nèi)標(biāo)回收率元素回收率/%CsTlBe99Al9398Ni9793Cr9598Pb5、工作曲線及檢出限配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，以待測元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，待測元素與內(nèi)標(biāo)元素信號強(qiáng)度的比值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。各雜質(zhì)元素線性方程及相關(guān)系數(shù)見表5。對11份全流程空白溶液進(jìn)行測定，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)濃度計(jì)算檢出限，以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)濃度計(jì)算定量限，結(jié)果見表6。表6工作曲線及方法的檢出限和檢測下限元素范圍線性方程相關(guān)系數(shù)方法檢出限（ng/mL）方法定量限（ng/mL）Y=0.0113X+0.00011.00000.0150.049Y=0.0528X+0.00801.00000.042Y=0.0538X+0.21500.99990.190.65Y=0.0021X+0.03810.99970.35Y=0.0050X+0.00010.99990.0130.044Y=0.0637X+0.02351.00000.037Y=0.0869X+0.01271.00000.0120.039Y=0.0592X+0.01660.99990.0290.096Ni60Y=0.0146X+0.01481.00000.190.63Y=0.0352X+0.09410.99990.220.73Y=0.0168X+0.03441.00000.180.60Y=0.0102X+0.00381.00000.47Y=0.0071X+0.00281.00000.41Y=0.0071X+0.00011.00000.034Y=0.0093X+0.00011.00000.0130.045Y=0.0286X+0.00130.99950.150.51元素范圍線性方程相關(guān)系數(shù)方法檢出限（ng/mL）方法定量限（ng/mL）Y=0.0102X+0.00010.99940.160.53Y=0.0049X+0.00010.99980.38Y=0.0112+0.00170.99970.41Y=0.0646X+0.00951.00000.0200.0686、精密度數(shù)據(jù)的確定本標(biāo)準(zhǔn)基于對5個水平的鎂及鎂合金中Be、Al、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Hg、Pb含量的測定數(shù)據(jù)計(jì)算重復(fù)性限和再現(xiàn)性限。精密度數(shù)據(jù)是在2022年由6家試驗(yàn)室進(jìn)行共同試驗(yàn)確定的。實(shí)驗(yàn)室代碼見表7。每個實(shí)驗(yàn)室對每個水平的雜質(zhì)含量均獨(dú)立測定7次。測量的原始數(shù)據(jù)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)見附錄A。表7實(shí)驗(yàn)室代碼代碼實(shí)驗(yàn)室名稱代碼實(shí)驗(yàn)室名稱代碼實(shí)驗(yàn)室名稱1國標(biāo)（北京）檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司2國合通用（青島）測試評價有限公司3昆明冶金研究院有限公司4中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司5廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心6島津企業(yè)管理（中國）有限公司本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利和知識產(chǎn)權(quán)問題。鎂及鎂合金具有很高的比強(qiáng)度、電磁屏蔽性、導(dǎo)電導(dǎo)熱能力、生物兼容性等優(yōu)異性能，被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色環(huán)保工程材料”。基于這些特點(diǎn)，鎂及鎂合金在化學(xué)、微電子、航空航天以及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國是鎂資源大國，占世界鎂資源的70%以上；我國也是世界鎂材料與制品生產(chǎn)大國，鎂及鎂合金產(chǎn)量占全球比重已連續(xù)十多年超過80%。隨著皮江法在中國的大規(guī)模推廣和使用，國外原鎂生產(chǎn)逐步萎縮。到2021年，國外僅有以色列、哈薩克斯坦、俄羅斯、巴西和美國5個國家仍在生產(chǎn)原鎂，總產(chǎn)量13.5萬噸，占世界總產(chǎn)量的17%左右。我國鎂及鎂合金加工行業(yè)開展迅速，原鎂產(chǎn)量居世界第一。鎂及鎂合金中元素的成分和含量直接影響材料的性能。合金元素對鎂合金力學(xué)性能的影響大致分為三類1）可同時提高合金強(qiáng)度與塑性的元素，以提高強(qiáng)度為主的作用順序：Al、Zn、Ca、Ag、Ce、Ga、Ni、Cu等；以提高塑性為主的作用排序：Ga、Zn、Ag、Ce、Ca、Al、Ni、Cu。（2）主要提高塑性而強(qiáng)度影響很小的元素有Cd、Tl、Li等。（3）提高強(qiáng)度而降低塑性的元素有Sn、Pb、Bi、Sb等。因此，需要研究和建立準(zhǔn)確測定鎂及鎂合金中各化學(xué)成分含量的分析方法及標(biāo)準(zhǔn)，對于研究鎂及鎂合金的理化性能、把控產(chǎn)品質(zhì)量等具有十分重要的意義。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀具有多元素同時測定、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于有色金屬及其化合物中痕量雜質(zhì)元素的測定。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）在分析檢測行業(yè)占有舉足輕重的地位。方法多元素同時檢測，能夠大大縮短檢測時間，節(jié)省人力、物力；方法能夠提供更低的檢出限，適用于痕量雜質(zhì)元素的定量分析其結(jié)果更加準(zhǔn)確。采用ICP-MS測定高純金屬或合金中痕量雜質(zhì)元素在技術(shù)上是可行的，可檢索到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如YS/T5121《銅及銅合金化學(xué)分析方法》、GB/T11066《金化學(xué)分析方法》、GB/T13747《鋯及鋯合金化學(xué)分析方法》、GB/T8647《鎳化學(xué)分析方法》等系列分析方法都包含了ICP-MS法。鎂及鎂合金的化學(xué)分析方法主要有YS/T13748《鎂及鎂合金化學(xué)分析方法》系列分析分析方法這些方法既包含經(jīng)典的分光光度法、原子吸收法，也涉及新興的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，還有目前正在制訂的輝光放電質(zhì)譜法。因此，依托產(chǎn)品性質(zhì)，建立電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定鎂及鎂合金中鈹、鋁、鈣、鈦、鉻、錳、鐵、鎳、銅、鋅、砷、鎘、錫、汞、鉛含量的測試方法，在國家發(fā)展戰(zhàn)略層面上是急需解決的，在技術(shù)上也是可行的。鎂及鎂合金材料在很多領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用，且我國原鎂產(chǎn)能、產(chǎn)量、出口均居世界首位。在目前國內(nèi)有色金屬行業(yè)缺乏鎂及鎂合金中痕量元素的標(biāo)準(zhǔn)分析方法的情況下，本項(xiàng)目的實(shí)施將以標(biāo)準(zhǔn)的形式規(guī)范鎂及鎂合金中痕量元素的分析，增加不同方法間數(shù)據(jù)的可比性；有助于完善鎂及鎂合金的測試評價體系，有利于促進(jìn)相關(guān)企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，提升產(chǎn)品品質(zhì)；）同時也能夠參與相關(guān)國際分析數(shù)據(jù)比對，提升我國標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)水平。本文件為我國首次制定。經(jīng)查，本文件與國內(nèi)外現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及制定中的標(biāo)準(zhǔn)無重復(fù)交叉情況。本標(biāo)準(zhǔn)未采用（包括等同采用、修改采用及非等效采用）國際標(biāo)準(zhǔn)或國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)屬于鎂及鎂合金化學(xué)分析方法標(biāo)準(zhǔn)，領(lǐng)域內(nèi)沒有強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測方法適用于鎂及鎂合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的鎂及鎂合金。本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行法律、法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)、無沖突。無重大分歧。建議本標(biāo)準(zhǔn)為有色協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)涉及鎂及鎂合金中Be、Al、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、CuHg、Pb的同時測定，采用的檢測設(shè)備為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。該設(shè)備目前在各高校院所、企事業(yè)單位均具有較高的市場占有率。建議鎂及鎂合金的生產(chǎn)和使用單位及各檢測機(jī)構(gòu)積極組織本標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)與宣貫，并向企業(yè)、公司和科研院校（所）推薦本標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)使用過程中出現(xiàn)疑問，標(biāo)準(zhǔn)的起草單位有義務(wù)進(jìn)行必要的解釋，可通過網(wǎng)絡(luò)會議、講座等形式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的講解。建議標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布6個月后實(shí)施。同時，標(biāo)準(zhǔn)要與時俱進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)施后要定期進(jìn)行復(fù)審，必要時啟動修訂程序。本標(biāo)準(zhǔn)為首次制定，不涉及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的廢止。本標(biāo)準(zhǔn)為分析方法標(biāo)準(zhǔn)，待測元素測定下限低，標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證過程中發(fā)現(xiàn)部分廠家的酸試劑無法滿足空白要求，因此實(shí)驗(yàn)前首先要對所用試劑進(jìn)行驗(yàn)收，滿足測試需求才能使用。同時，鎂及鎂合金中Ca、Fe、As的測定存在多原子離子質(zhì)譜干擾，由于各單位所用設(shè)備廠家、型號不一致，質(zhì)譜干擾情況不盡相同，測定前需要對測定條件進(jìn)行優(yōu)化，確定干擾消除以后才能進(jìn)行測定。編制項(xiàng)目組附錄A：原始數(shù)據(jù)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)1、Be數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)1.1各實(shí)驗(yàn)室Be實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.1各實(shí)驗(yàn)室Be原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.2各實(shí)驗(yàn)室Be的平均值（%）表A.3各實(shí)驗(yàn)室Be的標(biāo)準(zhǔn)偏差////////////////////////1.2Be一致性和離群值的檢查1.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.4。表A.4Be的柯克倫檢驗(yàn)////6////2////C////////N////Y柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室6的水平5為歧離值，留用后計(jì)算。1.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.5Be的格拉布斯檢驗(yàn)////////////////////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無可疑值。表A.6Be的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)////////////////////P////6r2////////R2////r////R////r////R////2、Al數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2.1各實(shí)驗(yàn)室Al實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.7各實(shí)驗(yàn)室Al原始測定數(shù)據(jù)（%）////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////表A.8各實(shí)驗(yàn)室Al的平均值（%）////////////表A.9各實(shí)驗(yàn)室Al的標(biāo)準(zhǔn)偏差////////////2.2Al一致性和離群值的檢查2.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.10。表A.10Al的柯克倫檢驗(yàn)46//5//2//C//NN//NNN//N柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，無可疑值。2.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.11Al的格拉布斯檢驗(yàn)////////////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無可疑值。表A.12Al的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)////4.07×10-6//4.01×10-6//////P66//6r2//4.24×10-8//R2//r//R//r//R//3、Ca數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)3.1各實(shí)驗(yàn)室Ca實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.13各實(shí)驗(yàn)室Ca原始測定數(shù)據(jù)（%）///////////////////////////////////表A.14各實(shí)驗(yàn)室Ca的平均值（%）/////表A.15各實(shí)驗(yàn)室Ca的標(biāo)準(zhǔn)偏差///////////////3.2Ca一致性和離群值的檢查3.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.16。表A.16Ca的柯克倫檢驗(yàn)/113///2/4.68×10-8/C///NNN//YNN/柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室1的水平2為歧離值，留用后計(jì)算。3.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.17Ca的格拉布斯檢驗(yàn)////////////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，實(shí)驗(yàn)室6的水平3為可疑值，刪去后計(jì)算，無可疑值。表A.18Ca的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)////////////P/545/r2////R2//r//R//r//R//4、Ti數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)4.1各實(shí)驗(yàn)室Ti實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.19各實(shí)驗(yàn)室Ti原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.20各實(shí)驗(yàn)室Ti的平均值（%）表A.21各實(shí)驗(yàn)室Ti的標(biāo)準(zhǔn)偏差////////////////////////4.2Ti一致性和離群值的檢查4.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.22。表A.22Ti的柯克倫檢驗(yàn)////4////2////C////////N////N柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，無離群值和歧離值。4.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.23Ti的格拉布斯檢驗(yàn)////////////////////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，實(shí)驗(yàn)室6水平5為可疑值，刪去后計(jì)算，無可疑值。表A.24Ti的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)////////////////////P////5r2////////R2////r////4.38×10-5R////r////R////5、Cr數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)5.1各實(shí)驗(yàn)室Cr實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.25各實(shí)驗(yàn)室Cr原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.26各實(shí)驗(yàn)室Cr的平均值（%）表A.27各實(shí)驗(yàn)室Cr的標(biāo)準(zhǔn)偏差5.2Cr一致性和離群值的檢查5.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.28。表A.28Cr的柯克倫檢驗(yàn)5553224.57×10-9CNNNNNNNNN柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室5水平3為離群值，刪去后計(jì)算，無離群值和歧離值。5.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.29Cr的格拉布斯檢驗(yàn)格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無可疑值。表A.30Cr的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)P65666r2R2-9r4.92×10-5RrR6、Mn數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)6.1各實(shí)驗(yàn)室Mn實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.31各實(shí)驗(yàn)室Mn原始測定數(shù)據(jù)（%）////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////表A.32各實(shí)驗(yàn)室Mn的平均值（%）////////////表A.33各實(shí)驗(yàn)室Mn的標(biāo)準(zhǔn)偏差////////////6.2一致性和離群值的檢查6.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.34。表A.34Mn的柯克倫檢驗(yàn)56//3//24.38×10-8//C//N//NNN//Y柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室3水平5為歧離值，留用；實(shí)驗(yàn)室6水平2為離群值，刪去后計(jì)算，無離群值。6.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.35Mn的格拉布斯檢驗(yàn)////////////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無可疑值。表A.36Mn的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)////////////P65//6r2////R2//r//R//r//R//7、Fe數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)7.1各實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.37各實(shí)驗(yàn)室Fe原始測定數(shù)據(jù)（%）///////////////////////////////////表A.38各實(shí)驗(yàn)室Fe的平均值（%）/////表A.39各實(shí)驗(yàn)室Fe的標(biāo)準(zhǔn)偏差/////7.2一致性和離群值的檢查7.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.40。表A.40Fe的柯克倫檢驗(yàn)2633224.58×10-9CNYNYNNNNNY柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室2水平5為歧離值，留用。7.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.41Fe的格拉布斯檢驗(yàn)格拉布斯檢驗(yàn)顯示，實(shí)驗(yàn)室5水平1為離群值，刪去后計(jì)算無離群值。表A.42Fe的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)P45555r2R2rRrR8、Ni數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)8.1各實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.43各實(shí)驗(yàn)室Ni原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.44各實(shí)驗(yàn)室Ni的平均值（%）表A.45各實(shí)驗(yàn)室Ni的標(biāo)準(zhǔn)偏差///////////////////8.2一致性和離群值的檢查8.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.46。表A.46Ni的柯克倫檢驗(yàn)/6//5////2////C/////Y//N/N//Y實(shí)驗(yàn)室6水平2給出下限值，刪去后計(jì)算，柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室5水平5為歧離值，留用。8.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.47Ni的格拉布斯檢驗(yàn)//////////////////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無離群值。表A.48Ni的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)//////////////////P/5//6r2//////R2///r///4.91×10-5R///r///R///9、Cu數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)9.1各實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.49各實(shí)驗(yàn)室Cu原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.50各實(shí)驗(yàn)室Cu的平均值（%）表A.51各實(shí)驗(yàn)室Cu的標(biāo)準(zhǔn)偏差//////9.2一致性和離群值的檢查9.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.52。表A.52Cu的柯克倫檢驗(yàn)/5635/2/C//NNNN/NNNY柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室5水平5為歧離值，留用。9.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.53Cu的格拉布斯檢驗(yàn)//////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無離群值。表A.54Cu的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)//////P/6666r2//R2/r/4.84×10-5R/r/R/10、Zn數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)10.1各實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.55各實(shí)驗(yàn)室Zn原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.56各實(shí)驗(yàn)室Zn的平均值（%）表A.57各實(shí)驗(yàn)室Zn的標(biāo)準(zhǔn)偏差10.2一致性和離群值的檢查10.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.58。表A.58Zn的柯克倫檢驗(yàn)1533124.54×10-8CNNNNNNYYNN柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室5水平2為歧離值，留用；實(shí)驗(yàn)室3水平3為歧離值，10.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.59Zn的格拉布斯檢驗(yàn)格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無離群值。表A.60Zn的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)P66666r2R2-8rR-4rR11、As數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)11.1各實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.61各實(shí)驗(yàn)室As原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.62各實(shí)驗(yàn)室As的平均值（%）表A.63各實(shí)驗(yàn)室As的標(biāo)準(zhǔn)偏差////////////////////////11.2一致性和離群值的檢查11.2.1柯克倫檢驗(yàn)按柯克倫檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量計(jì)算結(jié)果如表A.64。表A.64As的柯克倫檢驗(yàn)////5////2////C////////Y////N柯克倫檢驗(yàn)的結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室5的水平5為離群值，刪除后計(jì)算，無離群值。11.2.2格拉布斯檢驗(yàn)表A.65As的格拉布斯檢驗(yàn)////////////////////格拉布斯檢驗(yàn)顯示，無可疑值。表A.66As的精密度計(jì)算數(shù)據(jù)////////////////////P////5r2////////R2////r////4.94×10-5R////r////R////12、Cd數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)12.1各實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表A.67各實(shí)驗(yàn)室Cd原始測定數(shù)據(jù)（%）表A.68各實(shí)驗(yàn)室Cd的平均值（%）表A.69各實(shí)驗(yàn)室Cd的標(biāo)準(zhǔn)偏差////////////