《鎳合金砷、鎘含量的測定電感耦合等離子體串聯(lián)質譜法》

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鎳合金砷、鎘含量的測定電感耦合等離子體串聯(lián)質譜法

1范圍

本文件規(guī)定了電感耦合等離子體串聯(lián)質譜法測定鎳基合金中砷、鎘的含量。

本文件適用于鎳基合金中質量分數(shù)為0.00005%～0.0050%砷、鎘含量測試。

2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）適用于本

文件。

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

GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法

3術語和定義

本文件沒有需要界定的術語和定義。

4原理/方法概述

試樣經(jīng)鹽酸、硝酸、氫氟酸混酸溶解，以氬等離子體為離子化源，使用電感耦合等離子體串聯(lián)質譜

法氧氣轉移模式測定砷，氧氣/氨氣原位模式測定鎘。測定時均以內標元素進行校正。

5試劑與材料

5.1一般要求

除另有說明外，分析應使用認可的優(yōu)級純試劑和符合GB/T6682-2008規(guī)定的一級水或其它純度相

當?shù)乃?/p>

5.2硝酸ρ=1.42g/mL

5.3鹽酸ρ=1.19g/mL

5.4氫氟酸ρ=1.15g/mL

5.5鎘標準儲備溶液：稱取0.5000g金屬鎘粉（純度不小于99.99%）置于500mL錐形瓶中，加入

30mL硝酸（見5.2）加熱溶解完全，冷卻室室溫后轉移到500mL容量瓶中，定容。此溶液1mL含

1.00mg鎘。

1

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5.6砷標準儲備溶液：稱取0.5000g金屬砷粉（純度不小于99.99%）置于500mL錐形瓶中，加入

30mL硝酸（見5.2）加熱溶解完全，冷卻室室溫后轉移到500mL容量瓶中，定容。此溶液1mL含

1.00mg砷。

5.7混合標準溶液Ⅰ：分別移取1.00mg/mL的砷、鎘標準儲備溶液（見5.5～5.6）各1.0mL于

100mL容量瓶，加入2.0mL硝酸（見5.2），定容。此溶液1mL含有砷、鎘各10.0μg。

5.8混合標準溶液Ⅱ：移取10.0ug/mL的砷、鎘混合標準溶液Ⅰ（見5.7）10.0mL于100mL容量

瓶，加入2.0mL硝酸（見5.2），定容。此溶液1mL含有砷、鎘各1.0μg。

5.9銠內標標準儲備溶液：稱取1.2658g的純度不小于99.99%的RhCl3·H2O置于500mL燒杯中，

加入100mL水，加熱溶解完全，轉移到500mL容量瓶，補充加入20mL硝酸（見5.2），用水

稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含有銠1.0mg。

5.10銠內標標準溶液：移取銠內標標準儲備溶液（見5.9）1.0mL于1000mL容量瓶，加入20.0mL

硝酸（見5.2），定容。此溶液1mL含有銠1.0μg。

5.11氬氣：純度不低于99.99%。

5.12氧氣：純度不低于99.999%。

5.13氨氦混合氣：氨氣：氦氣（V/V）=1:9。

5.14氦氣純度不低于99.999%。

6儀器設備

6.1電感耦合等離子體串聯(lián)質譜儀

在儀器最佳工作條件下，凡能達到下列指標者均可使用：

——應符合JJF1159中要求的四級桿等離子體質譜儀校準項目和技術指標。

——各元素測定同位素的推薦質量數(shù)、推薦測定模式和推薦內標元素見表1。

表1各元素測定同位素的推薦質量數(shù)、推薦測定模式和推薦內標元素

元素同位素質量數(shù)測定質量數(shù)（Q2）碰撞/反應氣內標元素

（Q1）

91氧氣銠

砷75

111氧氣/氨氣銠

鎘111

注：Q1為儀器的第一級質譜的質量數(shù)，Q2為儀器的第二級質譜的質量數(shù)。

6.2天平

感量：0.1mg。

7取制樣

按GB/T20066或適當?shù)膰覙藴嗜≈茦印?/p>

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8試驗步驟

8.1試料

稱取0.10g樣品，精確至0.0001g。

8.2平行試驗

平行做兩份試驗。

8.3空白試驗

隨同樣品做空白實驗。

8.4分析試液的制備

將試樣（8.1）置于50mL聚四氟燒杯中，加入2mL硝酸（5.2）、2mL鹽酸（5.3）、1mL氫氟

酸（5.4），蓋上表面皿，加熱至樣品溶解完全，取下冷卻。移入100mL塑料容量瓶中，加入1.0mL銠

內標標準溶液（5.10），用水稀釋至刻度，混勻，待測。

注：1.由于鎳合金成分復雜，部分含硅、鈮、鎢等元素含量較高的樣品需補加氫氟酸才能溶解，部分樣品需要視溶解情

況補加鹽酸、硝酸。

2.如果樣品是粉末狀，加酸時應非常小心，防止反應過于劇烈飛濺，可先加入2~4mL水后再加入酸。

8.5工作曲線的繪制

分別移取0mL、0.10mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL混合標準溶液Ⅱ（5.8）于一組100

mL容量瓶中，加入1.0mL銠內標標準溶液（5.10），用水稀釋至刻度，混勻。配制成6個濃度點的系

列校準標準溶液。

8.6測定

待電感耦合等離子體串聯(lián)質譜儀運行穩(wěn)定后，在選定的儀器工作條件下（見附錄A），于待測元素

和內標元素質量數(shù)處（見表1），依次測定系列標準溶液（8.5）、空白試液（8.3）、分析試液（8.4）

中待測元素和內標元素的離子流信號強度。以標準溶液中待測元素的質量濃度為橫坐標，待測元素與內

標元素的離子流信號強度比值為縱坐標，繪制標準曲線。各元素工作曲線相關系數(shù)應在0.9990以上，

否則需重新進行標準化或重新配制標準溶液進行標準化。

9結果計算

元素含量以質量分數(shù)wx計，按式（1）計算：

9

(x0)V10

wx100%………………（1）

m

式中：

ρx——樣品溶液中被測元素的質量濃度，單位為納克每毫升（ng/mL）；

ρ0——空白溶液中被測元素的質量濃度，單位為納克每毫升（ng/mL）；

V——溶液的總體積，單位為毫升（mL）；

m——樣品的質量的數(shù)值，單位為克（g）。

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當質量分數(shù)<0.0010%時，計算結果保留1位有效數(shù)字；質量分數(shù)≥0.0010%時，保留兩位有效

數(shù)字。

10精密度

10.1重復性

在重復性條件下獲得的兩次獨立測試結果的測定值，在表1給出的平均值范圍內，兩個測試

結果的絕對差值不超過重復性限（r），超過重復性限（r）的情況不超過5%，重復性限（r）按表

2數(shù)據(jù)采用線性內插法或外延法求得：

表2重復性限

元素質量分數(shù)w/%重復性限r/%

0.000120.00002

As0.00120.0001

0.00320.0002

0.000150.00002

0.000460.00004

Cd

0.000970.00006

0.00290.0002

10.2再限性

在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨立測試結果的測定值，在表2給出的平均值范圍內，兩個測試結果的

絕對差值不超過再現(xiàn)性限（R），超過重復性限（R）的情況不超過5%，再現(xiàn)性限（R）按表3數(shù)據(jù)采

用線性內插法或外延法求得：

表3再現(xiàn)性限

元素質量分數(shù)w/%再現(xiàn)性限r/%

0.000120.00005

As0.00120.0002

0.00320.0003

0.000150.00004

0.000460.00007

Cd

0.000970.00013

0.00290.0005

11試驗報告

試驗報告應包括下列內容：

a)實驗室名稱和地址；

b)試驗報告發(fā)布日期；

c)采用的文件；

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d)樣品識別必要的詳細說明；

e)分析結果；

f)結果的測定次數(shù)；

g)測定過程中存在的任何異常特性以及本文件中未規(guī)定而可能對試樣或認證標樣的分析結果產生

影響的任何操作。

5

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附錄A

（資料性）

電感耦合等離子體串聯(lián)質譜儀工作條件參數(shù)

由于各驗證單位使用的電感耦合等離子體串聯(lián)質譜儀廠商不同，儀器參數(shù)可能會有所差異，以各單

位儀器情況自定。表A.1電感耦合等離子體串聯(lián)質譜儀工作條件參數(shù)僅供參考。

表A.1電感耦合等離子體串聯(lián)質譜儀工作條件參數(shù)

參數(shù)O2massshiftO2OnmassNH3Onmass

測量模式MS/MSMS/MSMS/MS

RF功率（W）155015501550

采樣深度（mm）8.08.08.0

載氣（L/min）0.700.700.70

等離子體氣15.015.015.0

（L/min）

O2O2NH3-He（1:9，V/V）

反應氣體種類及流速

40%40%50%

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附錄B

（資料性）

本文件負責起草單位：國合通用（青島）測試評價有限公司

本文件參與起草單位：國標（北京）檢驗認證有限公司、鋼研納克檢測技術股份有限公司、江蘇隆

達超合金航材有限公司

本文件主要起草人：顧續(xù)盛、劉凱、王興君、李繼東、邱長丹、墨淑敏、張真煥、劉萌、年季強。

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CCSXXX

團體標準

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鎳合金砷、鎘含量的測定

電感耦合等離子體串聯(lián)質譜法

Nickelalloy—Determinationofarsenic,cadmiumcontents—

InductivelyCoupledPlasmaTandemMassSpectrometry

（征求意見稿）

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施

中關村材料試驗技術聯(lián)盟發(fā)布

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鎳合金砷、鎘含量的測定電感耦合等離子體串聯(lián)質譜法

1范圍

本文件規(guī)定了電感耦合等離子體串聯(lián)質譜法測定鎳基合金中砷、鎘的含量。

本文件適用于鎳基合金中質量分數(shù)為0.00005%～0.0050%砷、鎘含量測試。

2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）適用于本

文件。

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

GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法

3術語和定義

本文件沒有需要界定的術語和定義。

4原理/方法概述

試樣經(jīng)鹽酸、硝酸、氫氟酸混酸溶解，以氬等離子體為離子化源，使用電感耦合等離子體串聯(lián)質譜

法氧氣轉移模式測定砷，氧氣/氨氣原位模式測定鎘。測定時均以內標元素進行校正。

5試劑與材料

5.1一般要求

除另有說明外，分析應使用認可的優(yōu)級純試劑和符合GB/T6682-2008規(guī)定的一級水或其它純度相

當?shù)乃?/p>

5.2硝酸ρ=1.42g/mL

5.3鹽酸ρ=1.19g/mL

5.4氫氟酸ρ=1.15g/mL

5.5鎘標準儲備溶液：稱取0.5000g金屬鎘粉（純度不小于99.99%）置于500mL錐形瓶中，加入

30mL硝酸（見5.2）加熱溶解完全，冷卻室室溫后轉移到500mL容量瓶中，定容。此溶液1mL含

1.00mg鎘。

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5.6砷標準儲備溶液：稱取0.5000g金屬砷粉（純度不小于99.99%）置于500mL錐形瓶中，加入

30mL硝酸（見5.2）加熱溶解完全，冷卻室室溫后轉移到500mL容量瓶中，定容。此溶液1mL含

1.00mg砷。

5.7混合標準溶液Ⅰ：分別移取1.00mg/mL的砷、鎘標準儲備溶液（見5.5～5.6）各1.0mL于

100mL容量瓶，加入2.0mL硝酸（見5.2），定容。此溶液1mL含有砷、鎘各10.0μg。

5.8混合標準溶液Ⅱ：移取10.0ug/mL的砷、鎘混合標準溶液Ⅰ（見5.7）10.0mL于100mL容量

瓶，加入2.0mL硝酸（見5.2），定容。此溶液1mL含有砷、鎘各1.0μg。

5.9銠內標標準儲備溶液：稱取1.2658g的純度不小于99.99%的RhCl3·H2O置于500mL燒杯中，

加入100mL水，加熱溶解完全，轉移到500mL容量瓶，補充加入20mL硝酸（見5.2），用水

稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含有銠1.0mg。

5.10銠內標標準溶液：移取銠內標標準儲備溶液（見5.9）1.0mL于1000mL容量瓶，加入20.0mL

硝酸（見5.2），定容。此溶液1mL含有銠1.0μg。

5.11氬氣：純度不低于99.99%。

5.12氧氣：純度不低于99.999%。

5.13氨氦混合氣：氨氣：氦氣（V/V）=1:9。

5.14氦氣純度不低于99.999%。

6儀器設備

6.1電感耦合等離子體串聯(lián)質譜儀

在儀器最佳工作條件下，凡能達到下列指標者均可使用：

——應符合JJF1159中要求的四級桿等離子體質譜儀校準項目和技術指標。

——各元素測定同位素的推薦質量數(shù)、推薦測定模式和推薦內標元素見表1。

表1各元素測定同位素的推薦質量數(shù)、推薦測定模式和推薦內標元素

元素同位素質量數(shù)測定質量數(shù)（Q2）碰撞/反應氣內標元素

（Q1）

91氧氣銠

砷75

111氧氣/氨氣銠

鎘111

注：Q1為儀器的第一級質譜的質量數(shù)，Q2為儀器的第二級質譜的質量數(shù)。

6.2天平

感量：0.1mg。

7取制樣

按GB/T20066或適當?shù)膰覙藴嗜≈茦印?/p>

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8試驗步驟

8.1試料

稱取0.10g樣品，精確至0.0001g。

8.2平行試驗

平行做兩份試驗。

8.3空白試驗

隨同樣品做空白實驗。

8.4分析試液的制備

將試