(高清版)GBT 4701.13-2024 鈦鐵 硅、錳、磷、鉻、鋁、鎂、銅、釩、鎳含量的測定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法aluminum,magnesium,copper,vanadium,andnickelcontents—2024-04-25發(fā)布國家標準化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T4701的第13部分。GB/T4701已經發(fā)布了以下部分：——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵——鈦鐵鈦含量的測定硅含量的測定銅含量的測定錳含量的測定鋁含量的測定磷含量的測定碳含量的測定硫含量的測定鈦含量的測定硫酸鐵銨滴定法；硫酸脫水重量法；銅試劑光度法和火焰原子吸收光譜法；亞砷酸鹽-亞硝酸鹽滴定法和高碘酸鹽光度法；鉍磷鉬藍分光光度法和鉬藍分光光度法；紅外線吸收法；紅外吸收法和燃燒中和滴定法；二安替吡啉甲烷分光光度法；電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國生鐵及鐵合金標準化技術委員會(SAC/TC318)歸口。本文件起草單位：河北河鋼材料技術研究院有限公司、鞍鋼集團北京研究院有限公司、青島博正檢驗技術有限公司、廣東中南鋼鐵股份有限公司、吉鐵鐵合金有限責任公司、錦州釩業(yè)有限責任公司、青島德泓謹信科技有限公司、內蒙古新太實業(yè)集團有限公司、冶金工業(yè)信息標準研究院。Ⅱ由于鈦鐵檢測過程中涉及的檢測元素較多，元素的適用范圍以及適用方法各不相同。為了保證鈦鐵檢測標準的方便及準確，我們針對鈦鐵不同元素的分析方法，已經建立了支撐鈦鐵檢測的國家標準體系。GB/T4701鈦鐵系列分析方法是我國鈦鐵檢測的基礎標準，擬由以下部分構成。——第1部分：鈦鐵鐵銨滴定法。脫水重量法。鈦含量的測定硅含量的測定銅含量的測定硫酸鐵銨滴定法。目的在于測量鈦鐵中的鈦含量，采用硫酸硫酸脫水重量法。目的在于測量鈦鐵中的硅含量，采用硫酸銅試劑光度法和火焰原子吸收光譜法。目的在于測量鈦鐵中的銅含量，采用銅試劑光度法和火焰原子吸收光譜法?！?部分：鈦鐵錳含量的測定亞砷酸鹽-亞硝酸鹽滴定法和高碘酸鹽光度法。目的在于測量鈦鐵中的錳含量，采用亞砷酸鹽-亞硝酸鹽滴定法和高碘酸鹽光度法?！?部分：鈦鐵鋁含量的測定EDTA滴定法。目的在于測量鈦鐵中的鋁含量，采用EDTA滴定法?！?部分：鈦鐵磷含量的測定鉍磷鉬藍分光光度法和鉬藍分光光度法。目的在于測量鈦鐵中的磷含量，采用鉍磷鉬藍分光光度法和鉬藍分光光度法?！?部分：鈦鐵碳含量的測定紅外線吸收法。目的在于測量鈦鐵中的碳含量，采用紅外線吸收法?！?0部分：鈦鐵硫含量的測定紅外吸收法和燃燒中和滴定法。目的在于測量鈦鐵中的硫含量，采用紅外吸收法和燃燒中和滴定法?！?2部分：鈦鐵鈦含量的測定二安替吡啉甲烷分光光度法。目的在于測量鈦鐵中的鈦含量，采用二安替吡啉甲烷分光光度法。電感耦合等離子體原子發(fā)射光子發(fā)射光譜法。1電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法警告——使用本文件的人員應有正規(guī)實驗室工作的實踐經驗。本文件并未指出所有可能的安全問題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】当Ｗo措施，并符合國家有關法規(guī)規(guī)定的條件。(ICP-AES)。表1各元素測定范圍元素含量范圍(質量分數(shù))%0.100～6.00Mn0.050～3.00P0.005～0.1000.020～0.400Al0.200～12.50Mg0.010～0.0800.010～0.600V0.010～0.800Ni0.010～0.3002規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于GB/T4010鐵合金化學分析用試樣的采取和制備GB/T6379.1測量方法與結果的準確度(正確度與精密度)第1部分：總則與定義GB/T6379.2測量方法與結果的準確度(正確度與精密度)第2部分：確定標準測量方法重復性與再現(xiàn)性的基本方法GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定2實驗室玻璃儀器實驗室玻璃儀器實驗室玻璃儀器單標線容量瓶分度吸量管單標線吸量管3術語和定義本文件沒有需要界定的術語和定義。適的霧化器和霧化室，用電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES),測量試液中分析元素的光譜強5試劑分析中除另有說明外，僅使用優(yōu)級純及以上純度的試劑和符合GB/T6682規(guī)定的實驗室二級及以上用水，所用標準儲備溶液可采用市售的有證溶液標準物質或標準樣品。5.1金屬鈦，待測元素含量低于0.001%(質量分數(shù))。5.2純鐵，待測元素含量低于0.001%(質量分數(shù))。5.7標準溶液。稱取0.5000g高純硅(質量分數(shù)不低于99.95%),精確至0.0001g。置于250mL聚四氟乙烯燒杯中，加入100mL水，在不加熱的條件下，緩慢加入30mL氫氟酸(5.5)和3mL硝酸(5.3)溶解液定量轉移至500mL塑料容量瓶中，用或稱取1.5858g六氟硅酸銨(質量分數(shù)不小于99.99%),置于250mL聚四氟乙烯燒杯中，加入100mL水，10mL硝酸(5.3),至溶解完全，滴加10mL氫氟酸(5.5),將溶液轉移至250mL塑料容量5.7.2錳標準儲備溶液。稱取1.0000g電解錳(純度不低于99.95%)于250mL燒杯中，加30mL硝酸(5.3),加熱溶分取10.00mL錳標準儲備溶液[5.7.2a]]于100mL容量瓶中，加20mL鹽酸(5.4),以水稀釋稱取4.3936g預先在105℃灼燒1h并于干燥器中冷卻至室溫的磷酸二氫鉀(純度不低于399.99%),置于500mL燒杯中，加入適量水加熱煮沸溶解完全，冷卻至室溫后轉移到1L容分取10.00mL磷標準儲備溶液[5.7.3a]]于100mL容量瓶中，加20mL鹽酸(5.4),以水稀釋稱取1.0000g的金屬鉻(純度不低于99.99%)置于500mL燒杯中，加入50mL鹽酸(5.4)加熱溶解完全，冷卻至室溫后轉移到1L容量瓶，用水稀釋至刻度，混勻。稱取2.0000g的金屬鋁(純度不低于99.95%)置于500mL燒杯中，加入50mL鹽酸(5.4)低溫加熱溶解完全，冷卻至室溫后轉移到1L容量瓶，用水稀釋至刻度，混勻。稱取1.6583g預先在850℃灼燒30min并于干燥器中冷卻至室溫高純氧化鎂(純度不低于99.99%),置于500mL燒杯中，加20mL水，蓋上表面皿，加入20mL鹽酸(5.4),低溫加熱溶解完全，冷卻至室溫后轉移到1L容量瓶，用水稀釋至刻度，混勻。稱取1.0000g的金屬銅(純度不低于99.95%)置于500mL燒杯中，加入30mL硝酸(5.3)加熱溶解完全，冷卻至室溫后轉移到1L容量瓶，用水稀釋至刻度，混勻。稱取0.8926g預先在110℃烘4h后于干燥器中冷卻至室溫的五氧化二釩(質量分數(shù)大于99.9%),置于500mL燒杯中，加入50mL鹽酸(5.4),滴加過氧化氫(5.6)加熱溶解，煮沸，冷卻至室溫稱取1.0000g金屬鎳(純度不低于99.95%)于250mL燒杯中，加30mL硝酸(5.3),加熱溶解，煮沸驅盡氮氧化物，冷卻至室溫，移入1L容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。稱取1.2699g三氧化二釔(純度不低于99.9%),預先經1000℃灼燒1h至室溫，置于500mL燒杯中，加入30mL鹽酸(5.4),加熱溶解。冷卻至室溫，移入1L容量瓶中，用水6.1容量瓶和吸量管分析中所用容量瓶和吸量管應符合GB/T12806、GB/T12807、GB/T12808的要求。6.2電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀6.2.1需配備耐氫氟酸的霧化器和霧化室。6.2.2本文件可以使用任何型號的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，按8.6.1優(yōu)化后應滿足附錄A給出的性能指標。本文件不指定特殊的分析譜線，推薦使用的分析譜線參見附錄B的表B.1。6.2.3短期穩(wěn)定性：較短時間內連續(xù)測定最高濃度標準溶液的絕對強度或相對強度10次，計算其相對4標準偏差應小于1.0%。6.2.4長期穩(wěn)定性：每隔20min測定3次，最高濃度的標準溶液的絕對強度或相對強度的平均值，計算7個平均值的標準偏差，絕對強度法相對標準偏差小于2.0%,內標法相對標準偏差小于1.5%。6.2.5曲線的線性：校準曲線的線性通過計算相關系數(shù)進行檢查，相關系數(shù)要求應不小于0.999。7取樣和制樣按GB/T4010的規(guī)定進行取樣和制樣，試樣應全部通過0.125mm篩孔。8試驗步驟8.1測定次數(shù)對同一個試樣至少進行2次獨立分析。稱取試樣0.30g,精確到0.0001g。8.3空白試驗隨同試料做空白試驗測定，所用試劑應取自同一試劑瓶。8.4分析試液的制備8.4.1溶樣方法I——酸溶解法試樣置于200mL聚四氟乙烯燒杯，加入少量水沖洗燒杯內壁，加入6mL硝酸(5.3),于冷水浴中緩慢滴加1.5mL氫氟酸(5.5),驅盡氮氧化物，控制反應溫度低于60℃,待反應完全后，加入2mL鹽酸(5.4),待反應3min～5min后，將溶液定量轉移至100mL塑料容量瓶中，加水稀釋至刻度搖勻。若存8.4.2溶樣方法Ⅱ——微波消解法將試料置于高壓消解罐中，加入5mL水沖洗消解罐內壁并潤散試樣，加入8mL鹽酸(5.4),緩慢滴加1mL氫氟酸(5.5),待劇烈反應停止后加入2mL硝酸(5.3),加蓋，放入微波消解儀中，運行預先設定的消解程序。消解結束后，冷卻至室溫打開消解罐，將溶液轉移入100mL塑料容量瓶中，用水洗滌消解罐和蓋子內壁3次～4次，合并至塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。8.5系列標準溶液的配制8.5.1基體溶液的配制按表2稱取7組金屬鈦(5.1)和純鐵(5.2)分別置于7個200mL聚四氟乙烯燒杯中，以少量水沖洗瓶壁并潤散，加入6mL鹽酸(5.4),滴加1mL氫氟酸(5.5),加入6mL硝酸(5.3),冷卻至室溫后，轉移至100mL容量瓶內，作為標準溶液的基體溶液。5表2基體物質的量鈦含量(質量分數(shù))%金屬鈦g純鐵g8.5.2標準溶液的配制于7個盛有基體溶液(8.5.1)的容量瓶中，加入適量各元素標準溶液配制成系列校準溶液，用水稀釋至刻度，混勻。推薦的校準曲線各元素溶液濃度見表3。表3推薦校準曲線系列溶液序號元素MnPAlMgVNi1000000000233634313335626666337————————8.6測定8.6.1儀器的準備按照儀器操作規(guī)程開啟等離子體光譜儀及其附屬設備，點燃等離子體，直至儀器穩(wěn)定運行，進行測量前至少運行1h。測量濃度最高的校準溶液，根據儀器制造商所提供的操作程序和指南，為每個待測元素選擇適宜分析譜線、背景校正位置，以及采集數(shù)據信號的積分位置、區(qū)域、時間等檢測參數(shù)。然后調節(jié)設定等離子體原子發(fā)射光譜儀的功率、載氣流速、霧化器壓力、蠕動泵速度等儀器工作條件。檢查6.2中要求的各項儀器性能指標。8.6.2校準曲線的繪制儀器穩(wěn)定后，在確定的儀器工作條件下，依次測量校準曲線系列溶液中各元素在分析線處的光譜強度，每次測量之間吸入水沖洗，試液至少應重復測量3次。以凈強度或凈強度比為橫坐標，校準溶液的濃度(μg/mL或質量分數(shù))為縱坐標繪制校準曲線。計算相關系數(shù)，相關系數(shù)應符合6.2.5的規(guī)定。8.6.3試液的測定在與8.6.2相同條件下，將試液(8.4)及隨同試料空白試液依次引入ICP光譜儀進行測量，每次測量6GB/T4701.13—2024之間吸入水沖洗，試液至少應重復測量3次。計算機采集所測定的試樣溶液中待測元素的凈強度，然后通過所建立的工作曲線自動計算出元素在溶液中的含量。9分析結果的計算及表示9.1分析結果計算根據試液的光譜強度值從校準曲線的回歸方程中分別計算各元素的濃度值，按式(1)計算被測元素M的含量(wm),以質量分數(shù)(%)表示：wm——待測元素含量，%;c——試液中待測元素的濃度值，單位為微克每毫升(μ9.2分析結果的確定和表示同一試樣兩次獨立分析結果差值的絕對值不大于重復性限，則取算術平均值作為分析結果。如果兩次獨立分析結果差值的絕對值大于重復性限，則按照附錄C的規(guī)定追加測量次數(shù)并確定分析結果。分析結果按GB/T8170修約，當含量低于1%時，修約至小數(shù)點后三位；當含量不小于1%時，修約至小數(shù)點后兩位。10精密度本文件的精密度試驗是在2023年由9個實驗室，對10個水平的9個元素進行測定；每個實驗室對每個水平的待測元素含量在GB/T6379.1規(guī)定的重復性條件下獨立測定2次。共同試驗數(shù)據按GB/T6379.2進行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結果表明，9個元素質量分數(shù)與其重復性限和再現(xiàn)性限間分別存在函數(shù)關系，函數(shù)關系式見表4。精密度試驗的原始數(shù)據見附錄D。表4精密度函數(shù)關系式元素測定范圍(質量分數(shù))%重復性%再現(xiàn)性%r=0.0268m+0.0082R=0.0716m+0.0119Mnlgr=0.6964lgm—1.5729lgR=0.8579lgm-1.1733Plgr=0.9237lgm-1.2783lgR=0.82931gm-0.9502r=0.0281m+0.0014R=0.0850m+0.0064Allgr=0.7839lgm-1.5625lgR=0.7802lgm-1.1904Mgr=0.0329m+0.0017R=0.1139m+0.004r=0.0258m+0.0012R=0.0318m+0.0056Vlgr=0.5942lgm-1.751R=0.0660m+0.0046Nilgr=0.6753lgm-1.6283lgR=0.9226lgm-0.90037在重復性限條件下，獲得的兩次獨立測試結果的絕對差值不大于重復性限，大于重復性限的情況以不超過5%;在再現(xiàn)性限條件下，獲得的兩次獨立測試結果的絕對差值不大于再現(xiàn)性限，大于再現(xiàn)性限的情況以不超過5%。11試驗報告試驗報告應包括以下內容：a)實驗室名稱和地址；b)試驗報告的簽發(fā)日期；c)本文件編號；d)識別試樣的細節(jié)；e)分析結果；f)結果的編號；g)在測定過程中注意到的任何特性和本文件中沒有規(guī)定的可能對試樣和認證標準物質的結果產生影響的任何操作。8(規(guī)范性)電感耦合等離子體光譜儀性能試驗本附錄給出的性能試驗目的在于使用不同類型的儀器對等離子體光譜儀的性能進行適當?shù)臏y定，允許不同的儀器使用不同的操作條件，但等離子體光譜儀最終能產生一致的結果。整個性能試驗步驟用三個基本參數(shù)考核：檢測限(DL)、背景等效濃度(BEC)和短期精密度(RSD)。注1:對于試樣溶液中元素濃度高于5000×DL,RSD是唯一需要評價的性能參數(shù)。注2:檢測限(DL)是當元素產生最小濃度信號時，可以認為超出了任何帶有一定規(guī)定等級的偽背景信號；另一方面，元素濃度產生信號是背景水平值標準偏差的3倍。注3:背景等效濃度(BEC)是產生與背景強度值相等的凈強度相當于分析元素的濃度，是對給定波長靈敏度的度量。注4:短期精密度(RSD)是在預測定條件下所得儀器的一系列讀數(shù)的相對標準偏差。需要試驗的元素列入表A.1中。表A.1推薦的背景等效濃度和檢測限元素DLBECMnPAlMgVNiA.2背景等效濃度和檢出限制備3份溶液，含待測元素濃度分別為：0濃度水平，10倍檢測限，1000倍檢測限。這些溶液含有與待測樣品相似濃度的酸、基體元素。制備參比溶液的檢測限可以是實驗室值或是表A.1中給出的估計值。該測試用于每一試驗元素的操作。應按制造商的建議和實驗室的定量分析的實踐經驗對等離子體光譜儀進行最初的調節(jié)。吸入空白液并取10次強度讀數(shù)。對另外兩種參比溶液重復此操作。按式(A.1)計算分析曲線的斜率：M=C?/(I?-Io)……………(A.1)M——分析曲線的斜率；9GB/T4701.13—2024C?——10倍檢測限溶液的濃度，單位為微克每毫升(μg/mL);I?——10倍檢測限溶液10次原始強度讀數(shù)的平均值；I,——空白溶液10次強度讀數(shù)的平均值。按式(A.2)計算檢測限(DL),單位為微克每毫升(μg/mL):S,——10次空白強度讀數(shù)的標準偏差。按式(A.3)計算背景等效濃度(BEC),單位為微克每毫升(μg/mL):BEC=M×I,………………(資料性)電感耦合等離子體光譜儀、微波消解儀的工作條件參數(shù)儀的工作條件參數(shù)。表B.1推薦的分析譜線元素波長可能的干擾元素Cr、Mo、V、FeMnCr、V、FeCo、Fe、CrPNi、CrMo、Cr、MnMnAlVNi、CrMgCr、MnMn、MoVNiMn表B.2推薦的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀工作參數(shù)W觀測高度等離子氣流量積分時間S表B.3推薦的微波消解儀工作參數(shù)升溫時間目標溫度保溫時間20min(規(guī)范性)試驗結果接受程序流程圖圖C.1為試驗結果接受程序流程圖。否是Nmax-Xin≤1.2r否是Xi+X?+X?+Xx|Xms-Xmin≤1.3r否μ=中位值(Ni,Xx?Xa,X?)是圖C.1試驗結果接受程序流程圖(資料性)精密度試驗原始數(shù)據精密度試驗原始數(shù)據見表D.1～表D.9。表D.1硅含量的測定精密度試驗原始數(shù)據實驗室i水平j123456789123456789表D.2錳含量