GBT 5686.5-2023 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳 碳含量的測定 紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法（正式版）

代替GB/T5686.5—2008碳含量的測定紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法2023-11-27發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照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》的規(guī)定起草。本文件是GB/T5686的第5部分。GB/T5686已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳錳含量的測定電位滴定法、硝酸銨氧化滴定法及高氯酸氧化滴定法；——錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳硅含量的測定鉬藍(lán)分光光度法、氟硅酸鉀滴定法和高氯酸重量法；——錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳磷含量的測定鉬藍(lán)分光光度法和鉍磷鉬藍(lán)分光光度法；——錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳碳含量的測定紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫——錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法；——錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳錳、硅、磷和鐵含量的測定波長色散X射線熒光光譜法(熔鑄玻璃片法)。本文件代替GB/T5686.5—2008《錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳碳含量的測定紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法》。與GB/T5686.5—2008相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動(dòng)外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了范圍的表述，刪除電解金屬錳和高爐錳鐵(見第1章，2008年版的第1章);b)方法一更改了試劑和材料中鎢粒和錫粒的碳含量要求(見4.2.5和4.2.6,2008年版的3.2.5和c)方法一增加了測定次數(shù)要求(見4.5.1);d)方法一更改了試料量(見4.5.2,2008年版的3.5.1);e)方法一更改了對空白試驗(yàn)的描述(見4.5.3,2008年版的3.5.2);f)方法一增加并更改了分析準(zhǔn)備步驟的描述(見4.5.4,2008年版的3.5.3);g)方法一更改了試驗(yàn)校正的具體內(nèi)容(見4.5.5.2和4.5.5.3,2008年版的3.5.4)h)方法一更改了錳硅合金測定時(shí)鎢粒加入量(見4.5.6.2,2008年版的3.5.5.1);i)方法一增加了分析結(jié)果的表示內(nèi)容要求(見4.6);j)方法一更改了允許差內(nèi)容，用“統(tǒng)計(jì)得到的重復(fù)性限(r)和再現(xiàn)性限(R)”代替了“允許差”(見4.7,2008年版的3.6);k)方法二更改了取制樣對樣品種類和粒度的要求(見5.4,2008年版的4.4);1)方法二增加了測定次數(shù)要求(見5.5.1);m)方法三更改了取制樣對樣品粒度的要求(見6.4,2008年版的5.4);n)增加了規(guī)范性附錄試樣分析結(jié)果接受程序流程圖(見附錄A)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)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(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC318)歸口。本文件起草單位：鄂爾多斯市西金礦冶有限責(zé)任公司、內(nèi)蒙古鄂爾多斯電力冶金集團(tuán)股份有限公司、安徽長江鋼鐵股份有限公司、吉鐵鐵合金有限責(zé)任公司、中新鋼鐵集團(tuán)有限公司、中信錦州金屬股份Ⅱ有限公司、四川川投峨眉鐵合金(集團(tuán))有限責(zé)任公司、河北津西國際貿(mào)易有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——1988年首次發(fā)布為GB5686.5—1988;——2008年第一次修訂時(shí)，并入了GB5686.6—1988《錳硅合金化學(xué)分析方法氣體容量法測定碳7730.5—2000《錳鐵及高爐錳鐵化學(xué)分析方法紅外線吸收法測定碳含量》(GB/T7730.5—2000的歷次版本發(fā)布情況為：GB7730.5—1988《錳鐵及高爐錳鐵化學(xué)分析方法紅外線吸收法測定碳量》)、GB7730.6—1988《錳鐵及高爐錳鐵化學(xué)分析方法氣體容量7730.7—1988《錳鐵及高爐錳鐵化學(xué)分析方法重量法測定碳量》、GB8654.8—1988《金屬錳化學(xué)分析方法紅外線吸收法測定碳量》的內(nèi)容；——本次為第二次修訂。Ⅲ由于錳系鐵合金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。為了保證錳系鐵合金檢測標(biāo)準(zhǔn)的方便及準(zhǔn)確，我們針對錳系鐵合金不同元素的分析方法，已經(jīng)建立了支撐錳系鐵合金檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)體系。GB/T5686錳系鐵合金系列分析方法是我國錳系鐵合金檢測的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，由以下6個(gè)部分構(gòu)成?！i鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳錳含量的測定電位滴定法、硝酸銨氧化滴定法及高氯酸氧化滴定法。目的在于測量錳系鐵合金中的錳含量，采用電位滴定法、硝酸銨氧化滴定法及高氯酸氧化滴定法?！i鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳硅含量的測定鉬藍(lán)分光光度法、氟硅酸鉀滴定法和高氯酸重量法。目的在于測量錳系鐵合金中的硅含量，采用鉬藍(lán)分光光度法、氟硅酸鉀滴定法和高氯酸重量法。 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳磷含量的測定鉬藍(lán)分光光度法和鉍磷鉬藍(lán)分光光度法。目的在于測量錳系鐵合金中的磷含量，采用鉬藍(lán)分光光度法和鉍磷鉬藍(lán)分光光度法。錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳碳含量的測定紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法。目的在于測量錳系鐵合金中的碳含量，采用紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法。 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法。目的在于測量錳系鐵合金中的硫含量，采用紅外線吸收法和燃燒中和滴定法。 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳錳、硅、磷和鐵含量的測定波長色散X射線熒光光譜法(熔鑄玻璃片法)。目的在于測量錳系鐵合金中的錳、硅、磷和鐵的含量，采用波長色散X射線熒光光譜法(熔鑄玻璃片法)。1錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳碳含量的測定紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法警示——使用本文件的人員應(yīng)具有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件未指出所有可能的安全問題，使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。1范圍本文件描述了采用紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法測定錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵及金屬錳中的碳含量的方法。本文件適用于錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵及金屬錳中碳含量的測定。測定范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):方法一為0.010%～10.00%;方法二為0.40%～5.00%,不適用于氮化錳鐵和金屬錳中碳含量的測定；方法三為4.00%～8.00%,適用于高碳錳鐵中碳含量的測定；方法四為0.010%～0.40%,僅適用于金屬錳中碳含量的測定。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(yīng)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)適用于本文件。GB/T4010鐵合金化學(xué)分析用試樣的采取和制備GB/T6379.1測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)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(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。試料在通入氧氣流的高頻感應(yīng)爐內(nèi)燃燒，碳轉(zhuǎn)化成二氧化碳，隨氧氣流載至紅外吸收池，由紅外檢測器測量其對特定波長紅外線的吸收，其吸收值與流經(jīng)的二氧化碳成正比，根據(jù)檢測器接受能量變化可測得碳含量。4.2試劑和材料4.2.1丙酮，蒸發(fā)后的殘余物碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.0005%。24.2.5鎢粒，碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.0005%,粒度0.8mm～1.4mm。4.2.6錫粒，碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.0005%,粒度0.4mm～0.8mm。必要時(shí)應(yīng)用丙酮(4.2.1)清洗表面。4.2.7純鐵，碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.0005%,粒度0.8mm～1.68mm。4.2.8氧氣，純度大于99.95%,其他級別氧氣若能獲得低而一致的空白時(shí)，也可以使用。4.2.9動(dòng)力氣，氮?dú)狻鍤饣驂嚎s空氣，其雜質(zhì)(水和油)含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.5%。4.2.10陶瓷坩堝，φ23mm×23mm或φ25mm×25mm,在高于1050℃的高溫加熱爐中灼燒4h通氧灼燒至空白值為最低。4.3.1高頻紅外碳硫測定儀或紅外線吸收定碳儀4.3.1.1高頻紅外碳硫測定儀或紅外線吸收定碳儀(靈敏度為0.0001%)。其裝置連接圖如圖1所示。16?標(biāo)引序號說明：1——氧氣瓶；7——燃燒管；2——兩級壓力調(diào)節(jié)器；8——除塵器；3——洗氣瓶；10——流量控制器；11——一氧化碳轉(zhuǎn)換為二氧化碳的轉(zhuǎn)換器；5——壓力調(diào)節(jié)器；12——除硫管；6——高頻感應(yīng)爐；13——二氧化碳檢測器。圖1高頻感應(yīng)爐燃燒紅外吸收法測定碳的裝置連接示意圖34.3.2.1載氣系統(tǒng)包括氧氣瓶，兩級壓力調(diào)節(jié)器及保證提供合適壓力和額定流量的時(shí)序控制部分。4.3.2.2動(dòng)力氣源系統(tǒng)包括動(dòng)力氣(4.2.9),兩級壓力調(diào)節(jié)器及保證提供合適壓力和額定流量的時(shí)序控制部分。應(yīng)滿足試樣熔融溫度的要求。4.3.4.1微處理機(jī)系統(tǒng)包括中央處理機(jī)、存儲器、鍵盤輸入設(shè)備、信息中心顯示屏、分析結(jié)果顯示屏及分析結(jié)果打印機(jī)等。4.3.4.2控制功能包括自動(dòng)裝卸坩堝和爐臺升降、自動(dòng)清掃、分析條件選擇設(shè)置、分析過程的監(jiān)控和報(bào)主要由微處理機(jī)控制的電子天平(感量不大于0.001g)、紅外線分析器及電子測量元件組成。4.4取制樣按照GB/T4010的規(guī)定采取和制備。錳硅合金試樣應(yīng)通過0.125mm篩孔，錳鐵、氮化錳鐵試樣應(yīng)通過0.149mm篩孔，金屬錳試樣應(yīng)通過0.177mm篩孔。對同一試樣，至少獨(dú)立測定2次。試料量根據(jù)待測試樣的類別按表1進(jìn)行稱量，精準(zhǔn)至0.001g。表1試料量類別試料量/g錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵金屬錳4.5.3.1錳硅合金：稱取0.40g純鐵(4.2.7)置于預(yù)先盛有0.30g錫粒(4.2.6)的陶瓷坩堝(4.2.10)內(nèi)，覆蓋1.80g鎢粒(4.2.5),按4.5.5進(jìn)行測定。重復(fù)足夠次數(shù)，記錄最小的、比較穩(wěn)定一致的3次讀數(shù)，計(jì)算平均值并輸入到儀器中，在測定試樣時(shí)儀器會自動(dòng)扣除空白值。4.5.3.2錳鐵、氮化錳鐵和金屬錳：稱取1.80g鎢粒(4.2.5)置于預(yù)先盛有0.30g錫粒(4.2.6)的陶瓷坩堝(4.2.10)內(nèi)，按4.5.5進(jìn)行測定。重復(fù)足夠次數(shù)，記錄最小的、比較穩(wěn)定一致的3次讀數(shù)，計(jì)算平均值并輸入到儀器中，在測定試樣時(shí)儀器會自動(dòng)扣除空白值。44.5.4.1按儀器使用說明書調(diào)試檢查儀器，使儀器處于正常穩(wěn)定狀態(tài)。4.5.4.2選用設(shè)置最佳分析條件。4.5.4.3應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)樣品及助熔劑按4.5.6.1和4.5.6.2做兩次測試，以確定儀器是否正常。4.5.4.4按照測試樣品類別選擇碳含量為0.10%左右的標(biāo)準(zhǔn)樣品，按表1的試料量稱取若干份，按4.5.6進(jìn)行測定，其結(jié)果波動(dòng)應(yīng)在±0.01%范圍內(nèi)，否則應(yīng)按儀器要求調(diào)節(jié)儀器的靈敏度。4.5.5.1根據(jù)待測試樣的碳含量，選相應(yīng)的量程及通道，并選3個(gè)同類型標(biāo)準(zhǔn)樣品(待測試樣碳含量應(yīng)落在所選3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品碳含量的范圍內(nèi))依次進(jìn)行校正，確認(rèn)系統(tǒng)的線性。校正后測定的標(biāo)準(zhǔn)樣品的結(jié)果波動(dòng)均應(yīng)在允許差范圍內(nèi)。4.5.5.2不同量程或通道，應(yīng)分別測其空白值并校正。4.5.5.3當(dāng)分析條件變化時(shí)，如儀器尚未預(yù)熱1h,氧氣源、坩堝或助熔劑的空白值已發(fā)生變化時(shí)，都要求重新測定空白并校正。4.5.6.1按待測試樣的類別和碳含量范圍，分別選擇儀器的最佳分析條件：如儀器的燃燒積分時(shí)間，比較水準(zhǔn)(或設(shè)定數(shù))的設(shè)置等。4.5.6.2錳硅合金：稱取0.200g試料(見表1)置于預(yù)先盛有0.30g錫粒(4.2.6)的陶瓷坩堝(4.2.10)內(nèi)，依次覆蓋0.40g純鐵(4.2.7)和1.80g鎢粒(4.2.5),鉗取坩堝放置在儀器的坩堝底座上，按照儀器說明書操作，開始分析并讀取結(jié)果。4.5.6.3錳鐵、氮化錳鐵和金屬錳：稱取適量試料(見表1)置于預(yù)先盛有0.30g錫粒(4.2.6)的陶瓷坩堝(4.2.10)內(nèi)，覆蓋1.80g鎢粒(4.2.5),鉗取坩堝放置在儀器的坩堝底座上，按照儀器說明書操作，開始分析并讀取結(jié)果。4.5.6.4重復(fù)4.5.6.2和4.5.6.3的測量，進(jìn)行連續(xù)平4.6分析結(jié)果的表示同一試樣兩次獨(dú)立分析結(jié)果差值的絕對值不大于重復(fù)性限(r),則取算術(shù)平均值作為分析結(jié)果。如果兩次獨(dú)立分析結(jié)果差值的絕對值大于重復(fù)性限(r),則按照附錄A的規(guī)定追加測量次數(shù)并確定分析結(jié)果。分析結(jié)果按GB/T8170將數(shù)值修約至3位小數(shù)。4.7精密度本文件的精密度數(shù)據(jù)是在2022年，由9家實(shí)驗(yàn)室對8個(gè)不同水平的錳硅合金、錳鐵、氮化錳鐵和金屬錳中的碳含量進(jìn)行共同試驗(yàn)確定，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室對每個(gè)水平的硫含量獨(dú)立測試3次(精密度試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)參見附錄B),按GB/T6379.1和GB/T6379.2統(tǒng)計(jì)方法，確定的精密度見表2。表2精密度含量范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%重復(fù)性限(r)/%再現(xiàn)性限(R)/%0.010～0.0500.0040.006>0.050～0.1200.0050.0125表2精密度(續(xù))含量范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%重復(fù)性限(r)/%再現(xiàn)性限(R)/%>0.120～0.4000.0080.015>0.400～1.200.020.03>1.20～2.500.030.05>2.50～5.000.060.08>5.00～10.000.120.13在重復(fù)性條件下，操作人員短期內(nèi)使用該方法的常規(guī)正確操作對同一試樣進(jìn)行2次獨(dú)立測定，其絕對差值不大于重復(fù)性限(r),大于重復(fù)性限(r)的情況不超過5%。在再現(xiàn)性條件下，不同實(shí)驗(yàn)室的2個(gè)不同操作人員使用該方法的常規(guī)正確操作對同一試樣進(jìn)行2次獨(dú)立測定，其絕對差值不大于再現(xiàn)性限(R),大于再現(xiàn)性限(R)的情況不超過5%。試料于管式燃燒爐中加熱并通氧燃燒，生成的二氧化碳等混合氣體經(jīng)除硫后收集于量氣管中，然后以氫氧化鉀溶液收集其中的二氧化碳，再測量剩余氣體體積。吸收前后體積之差即為二氧化碳體積，再換算為碳含量。5.2試劑和材料5.2.1助熔劑，錫粒(0.4mm～0.8mm)、銅、鐵粉等。助熔劑中碳含量不大于0.002%。5.2.2石棉纖維。5.2.3堿石灰或氫氧化鈉。5.2.8硫酸溶液(1+1000),滴加甲基紅溶液呈紅色。5.2.9鉻酸飽和的硫酸溶液，于硫酸(5.2.7)中加重鉻酸鉀或鉻酸酐至飽和，使用其上部澄清溶液。5.2.10氫氧化鉀溶液，400g/L。5.2.11氯化鈉溶液，260g/L,以甲基紅溶液作為指示劑，滴加硫酸溶液(1七1)至酸性。5.2.12氧氣，純度大于99.5%。5.3儀器和設(shè)備5.3.1氣體容量法定碳裝置5.3.1.1氣體容量法定碳裝置見圖2。6d標(biāo)引序號說明：1——氧氣瓶；2——氧氣減壓閥；3——緩沖瓶；4——微型轉(zhuǎn)子流量計(jì)；9——高溫燃燒管；10——管式燃燒爐；11——石棉纖維；12——除硫管；13——容量定碳儀(包括：冷凝管a、量氣管b、水準(zhǔn)管c、吸收器d、小活塞e、三通活塞f、溫度計(jì)g);14——高溫控制器；15——磨砂玻璃塞；16——瓷舟。圖2氣體容量法定碳裝置5.3.1.6管式燃燒爐，可調(diào)節(jié)電流以保證燃燒試樣所需的溫度。5.3.1.7石棉纖維(5.2.2),灼燒至無碳。5.3.1.9瓷舟，長88mm或97mm,應(yīng)預(yù)先于1200℃管式燃燒爐中通氧灼燒至無碳，也可于1000℃高溫爐中灼燒4h以上，冷卻后貯存于盛有燒堿石棉(或堿石灰)和無水氯化鈣(5.2.6)的未涂油脂的干燥器中。5.3.1.10量氣管，內(nèi)盛氯化鈉溶液(5.2.11)或硫酸溶液(5.2.8)。每一格刻度為0.05mL,它是在16℃、7101.32kPa(760mmHg)標(biāo)準(zhǔn)狀況用低碳鎳鉻絲或耐熱合金絲制成。水銀氣壓計(jì)的氣壓值應(yīng)按式(1)校正。 式中：p——校正后的氣壓值，單位為千帕(kPa);p'—-水銀氣壓計(jì)測得的氣壓值，單位為千帕(kPa);t——水銀氣壓計(jì)所在處溫度，單位為攝氏度(℃);φ——水銀氣壓計(jì)所在處緯度，單位為度(°);H——水銀氣壓計(jì)所在處海拔高度，單位為米(m)。按照GB/T4010的規(guī)定采取和制備。錳硅合金和中、高碳含量的錳鐵應(yīng)全部通過0.125mm篩孔，微低碳含量錳鐵應(yīng)全部通過0.149mm篩孔。5.5分析步驟對同一試樣，至少獨(dú)立測定2次。按表3稱取試料和助熔劑，試料量準(zhǔn)確至0.0001g,助熔劑準(zhǔn)確至0.01g。表3試料量和助熔劑量試料量/g助熔劑量(任選其一)/g錫粒銅或氧化銅鐵粉十氧化銅(1+1)>0.40～1.200.5～1.00.5～1.0>1.20～2.500.50>2.50～5.000.20隨同試料做空白試驗(yàn)。將爐溫升至1200℃~1350℃,檢查管路及活塞是否漏氣，裝置是否正常，燃燒標(biāo)準(zhǔn)試樣，檢查儀器及操作。8GB/T5686.5—2023將試料(見5.5.2)置于瓷舟(5.3.1.9)中，按表3覆蓋助熔劑，將瓷舟(5.3.1.9)推入高溫燃燒管(5.3.1.5)溫度最高處，立即塞緊磨砂玻璃塞(圖2中的15),將氧氣減壓閥(圖2中的2)打開，一邊調(diào)節(jié)氧氣流速至120mL/min～140mL/min,一邊通氧約3min,使高溫燃燒管(5.3.1.5)中的溫度恒定。按容量定碳儀操作規(guī)程，將混合氣體導(dǎo)入量氣管(5.3.1.10),定容、吸收后，測量其讀數(shù)，并確認(rèn)殘留的氣體體積沒有變化后，啟開磨砂玻璃塞，用長鉤(5.3.2)將瓷舟(5.3.1.9)拉出，檢查熔塊，確認(rèn)燃燒完5.5.6結(jié)果計(jì)算按式(2)計(jì)算試樣中碳含量：式中：wc——試樣中的碳含量，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，%;V?——混合氣體的體積，單位為毫升(mL);A——溫度16℃,氣壓101.32kPa,用酸性水作封閉液時(shí)，封閉液面上每毫升二氧化碳中碳含量A值為0.0005000g;溫度16℃,氣壓101.32kPa,用氯化鈉酸性溶液作封閉液時(shí)，A值為0.0005022g;V?！?dú)埩魵怏w的體積，單位為毫升(mL);V?——空白試驗(yàn)的氣體體積，單位為毫升(mL);m——試料量，單位為克(g);f——溫度、氣壓校正系數(shù)，見GB/T223.69—2008的附錄A。5.6允許差實(shí)驗(yàn)室之間分析結(jié)果的差值應(yīng)不大于表4所列允許差。表4允許差碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%6.1原理試料于氧氣流中在1200℃~1350℃燃燒，生成的二氧化碳由氧氣載入吸收瓶中被燒堿石棉吸收，測量燒堿石棉之增重，即為生成的二氧化碳量，再換算為碳含量。主要反應(yīng)式如下：2NaOH+CO?→Na?CO?+H?O96.2.1氧氣，純度大于99.5%。6.3.1.1重量法定碳裝置見圖3。標(biāo)引序號說明：4——干燥和凈化氧氣的U型管；9——石棉纖維；10——除硫瓶；11——干燥塔；12——吸收瓶；13——吸收瓶(反方向與12連接);14——微型轉(zhuǎn)子流量計(jì)。圖3重量法定碳裝置6.3.1.3轉(zhuǎn)化爐，附有內(nèi)裝鉑石棉的燃燒管，爐溫保持在625℃。6.3.1.4干燥和凈化氧化物的U型管(見圖3中的4),內(nèi)裝無水高氯酸鎂(6.2.2)和燒堿石棉(6.2.5),中間隔以玻璃纖維，該U型管直徑不小于25mm,高度不低于100mm。6.3.1.5管式燃燒爐，可調(diào)節(jié)電流以保證燃燒試樣所需的溫度。6.3.1.7瓷舟，長88mm或97mm,應(yīng)預(yù)先于1200℃管式燃燒爐中通氧灼燒至無碳，也可于1000℃高溫爐中灼燒4h以上，冷卻后貯存于盛有燒堿石棉(或堿石灰)和無水氯化鈣(6.2.6)的未涂油脂的干燥器中。6.3.1.11吸收瓶，用于吸收二氧化碳，底部均勻地鋪以石英纖維，再依次鋪以10mm～15mm厚的無水高氯酸鎂(6.2.2)、30mm～50mm厚的燒堿石棉(6.2.5),頂部覆蓋石英纖維。在與測定試樣相同的條件下通氧至恒重。待用的吸收瓶的質(zhì)量應(yīng)小于100g(見圖4)。單位為毫米標(biāo)引序號說明：1——磨砂；2——燒堿石棉；3——石英纖維；4——無水高氯酸鎂。圖4吸收瓶示意圖按照GB/T4010的規(guī)定采取和制備。試樣應(yīng)通過0.149mm篩孔。6.5分析步驟對同一試樣，至少獨(dú)立測定2次。按表5稱取試料和助熔劑，試料量準(zhǔn)確至0.0001g,助熔劑準(zhǔn)確至0.01g。表5試料量和助熔劑量碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%試料量/g助熔劑量(任選其一)/g錫粒銅或氧化銅鐵粉+氧化銅(1+1)>4.00～7.000.40>7.00～8.000.30隨同試料做空白試驗(yàn)。連接好重量法定碳裝置，將爐溫升至1200℃~1350℃,檢查儀器氣密性的氧氣凈化效果，以300mL/min～500mL/min的速度通入氧氣，15min～20min后拆下吸收瓶(見圖3中的12),并在室將試料(見6.5.2)置于瓷舟(6.3.1.7)中，按表5覆蓋助熔劑，將瓷舟(6.3.1.7)推入高溫燃燒管(6.3.1.6)溫度最高處，立即塞緊氧氣入口端，約1min后以300mL/min～500mL/min的速度通氧，約1min后，當(dāng)燃燒結(jié)束時(shí)，繼續(xù)通氧15min～20min,以使二氧化碳從高溫燃燒管(6.3.1.6)、除硫管切斷氧氣流，關(guān)閉已稱量的吸收瓶(6.3.1.11)并取出瓷舟(6.3.1.7),檢查熔塊，確認(rèn)燃燒完全后，拆下已關(guān)閉的吸收瓶(6.3.1.11),于室溫下稱量，吸收瓶(6.3.1.11)的增量即為所吸收的二氧化碳。按式(3)計(jì)算試樣中碳含量：式中：wc——試樣中的碳含量，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，%;m?——試樣的二氧化碳的質(zhì)量，單位為克(g);m?——試樣空白的二氧化碳的質(zhì)量，單位為克(g);m——試料量，單位為克(g);0.2729——二氧化碳換算成碳的系數(shù)。實(shí)驗(yàn)室之間分析結(jié)果的差值應(yīng)不大于表6所列允許差。表6允許差碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%允許差/%0.100.157.1原理試料于高頻感應(yīng)加熱爐的氧氣流中燃燒，生成的二氧化碳被已知pH值的高氯酸鋇溶液吸收，生成的高氯酸使溶液的pH值改變，通以一定電量的脈沖電流進(jìn)行電解，使溶液的pH值恢復(fù)到原值，根據(jù)電解消耗的脈沖電量計(jì)算試樣中碳含量。7.2試劑和材料7.2.2脫脂棉。7.2.5氧氣，純度大于99.5%。7.2.6鎢粒，碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.002%,粒度0.8mm～1.4mm。7.2.7錫粒，碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.002%,粒度0.4mm～0.8mm。7.2.8純鐵，碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))小于0.002%。7.2.9重鉻酸鉀飽和的硫酸溶液，于硫酸(p=1.84g/mL)中加重鉻酸鉀至飽和，使用其上部澄清溶液。7.2.10陰極杯溶液，稱取50g結(jié)晶高氯酸鋇溶解于1000mL水中，加入20mL異丙醇，混勻。7.2.11陽極杯溶液，稱取50g結(jié)晶高氯酸鋇溶解于250mL水中，混勻。7.2.12參考電極溶液，稱取50g結(jié)晶高氯酸鋇和3g氯化鈉溶解于100mL水中，待完全溶解后加入數(shù)滴硝酸銀溶液(50g/L),加熱至60℃~70℃,冷卻后用上部澄清液。7.3儀器和設(shè)備7.3.1庫侖定碳裝置7.3.1.1庫侖定碳裝置見圖5。標(biāo)引序號說明：1——氧氣瓶；2——減壓閥；3——流量計(jì)；4——儲氧桶；8——干燥塔；9——活塞；10——高頻感應(yīng)加熱爐；1l——除塵管；12——除硫管；15——四通閥；16——分流泵；18——吸收瓶；圖5庫侖定碳裝置7.3.1.2洗氣瓶(見圖5中的5),內(nèi)盛硫酸(p=1.84g/mL)。7.3.1.3洗氣瓶(見圖5中的6),內(nèi)盛氫氧化鉀溶液(400g/L)。7.3.1.4洗氣瓶(見圖5中的7),內(nèi)盛重鉻酸鉀飽和的硫酸溶液(7.2.9)。7.3.1.6除塵管，內(nèi)裝脫脂棉(7.2.2)和玻璃棉(7.2.3)。7.3.2高頻感應(yīng)加熱爐輸出功率不小于2kW功率為3kW。裝有帶流量計(jì)的減壓閥。尺寸為φ25mm×25mm,在高于1200℃的高溫加熱爐中灼燒4h或通氧灼燒至空白值為最低。按照GB/T4010的規(guī)定采取和制備。試樣應(yīng)全部通過0.177mm篩孔。7.5分析步驟對同一試樣，至少獨(dú)立測定2次。稱取0.500g試料，準(zhǔn)確至0.0001g。隨同試料做空白試驗(yàn)數(shù)次，取其平均值為空白值，其空白值以0.50g試樣計(jì)算應(yīng)不大于0.005%。7.5.4.1陰極杯中加入90mL～100mL陰極杯溶液(7.2.10)。7.5.4.2陽極杯中先加入碳酸鋇(7.2.1)至半滿，然后倒入陽極杯溶液(7.2.11)用玻璃棒攪拌，靜置后沉淀物高度應(yīng)超過半透膜，鉑電極應(yīng)全部浸在沉淀物上面的溶液中。7.5.4.3參考電極杯中加入?yún)⒖茧姌O溶液(