Утвержден и введен в действие
Постановлением
Госстандарта СССР
от 29 октября 1987
г. N 4091
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ И ЛИГАТУРЫ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ
СПЕКТРАЛЬНЫЙ (С ИНДУКЦИОННОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ПЛАЗМОЙ)
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ И ПРИМЕСЕЙ
В СПЛАВАХ НА ОСНОВЕ НИОБИЯ
Alloys
and foundry alloys of rare metals.
Spectral (with induction
high-frequency plasma)
method for determination
of elements and
impurities in alloys
on the base of
niobium
ГОСТ 25278.17-87
Группа В59
ОКСТУ 1709
Срок действия
с 1 июля 1988 года
до 1 июля 1993 года
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ДАННЫЕ
1. Разработан и
внесен Министерством цветной металлургии СССР.
Исполнители: Е.Г. Намврина, В.Г. Мискарьянц, В.П. Балуда, В.В. Смирнов.
2. Утвержден и
введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам
от 29 октября 1987 г. N 4091.
3. Срок проверки -
1993 г. Периодичность проверки - 5 лет.
4. Введен впервые.
5. Ссылочные
нормативно-технические документы
──────────────────────────────────────────┬───────────────────────
Обозначение НТД, на который дана ссылка │ Номер раздела, пункта
──────────────────────────────────────────┼───────────────────────
ГОСТ
177-77Е
│2
ГОСТ
3118-77 │2
ГОСТ
3760-79
│2
ГОСТ
3769-78
│2
ГОСТ
4204-77
│2
ГОСТ
4239-77
│2
ГОСТ
4328-77
│2
ГОСТ
4461-77
│2
ГОСТ
10484-78
│2
ГОСТ
10157-79
│2
ГОСТ
11069-74
│2
ГОСТ
18300-72
│2
ГОСТ
26473.0-85 │1.1
Настоящий
стандарт устанавливает спектральный (с индукционной высокочастотной плазмой)
метод определения вольфрама (от 3 до 15%), молибдена (от 1 до 6%), циркония (от
0,3 до 3%), тантала (от 0,05 до 0,5%), алюминия (от 0,005 до 0,05%), кремния (от
0,005 до 0,5%), железа (от 0,005 до 0,05%) и титана (от 0,005 до 0,05%) в
сплавах (лигатурах) на основе ниобия.
Метод основан на
зависимости интенсивности аналитической линии определяемого элемента от его
концентрации в растворе анализируемой пробы, распыляемом в аргоновую плазму
индукционного высокочастотного разряда.
1. ОБЩИЕ
ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие
требования к методам анализа и требования безопасности - по ГОСТ 26473.0-85.
2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И РАСТВОРЫ
Спектрально-аналитический
комплекс, состоящий из высокочастотного генератора (27,12 МГц) с максимальной
мощностью не менее 1,5 кВт, плазменной горелки с распылительной системой, квантометра (полихроматора) и
монохроматора с обратной линейной дисперсией не хуже 0,5 нм/мм,
с фотоэлектрической регистрацией интенсивности излучения, управляющей ЭВМ,
дисплея и печатающего устройства или спектрально-аналитический комплекс
аналогичного типа.
Аргон по ГОСТ
10157-79.
Весы аналитические.
Весы технические.
Плитка
электрическая.
Стаканы кварцевые
лабораторные вместимостью 50 см3.
Стаканы
термостойкие вместимостью 100 см3.
Пипетки
вместимостью 1, 2, 5 и 10 см3 с делениями.
Колбы мерные
вместимостью 50 и 100 см3.
Чашки стеклоуглеродные вместимостью 30 см3.
Тигли платиновые
высокие вместимостью 20 см3.
Воронки стеклянные
конические.
Кислота серная по
ГОСТ 3118-77, разбавленная 1:1, 1:5 и раствор 2 моль/дм3.
Кислота азотная по
ГОСТ 4461-77.
Кислота соляная по
ГОСТ 3118-77.
Смесь кислот
(царская водка): к 30 см3 соляной кислоты добавляют 10 см3 азотной кислоты.
Аммиак водный по
ГОСТ 3760-79.
Аммоний сернокислый
по ГОСТ 3969-78.
Натрий гидроокись
по ГОСТ 4328-77, раствор 0,1 моль/дм3.
Водорода перекись
по ГОСТ 10929-76.
Кислота
фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.
Натрий кремнекислый
мета, 9-водный по ГОСТ 4239-77.
Спирт этиловый
ректификованный технический по ГОСТ 18300-72.
Фильтры бумажные обеззоленные "белая лента" или "синяя
лента".
Алюминий
металлический по ГОСТ 11069-74, марки А-99.
Вольфрам
металлический в виде порошка или мелкой стружки, содержащий не менее 99,9%
вольфрама.
Железо восстановленное в виде порошка, содержащее не менее 99,9% железа.
Молибден
металлический в виде порошка или мелкой стружки, содержащий не менее 99,9%
молибдена.
Ниобий металлический
в виде порошка или мелкой стружки, содержащий не менее 99,9% ниобия.
Цирконий
металлический в виде стружки, содержащий не менее 99,9% циркония.
Титан металлический
в виде стружки, содержащий не менее 99,9% титана.
Тантал
металлический в виде порошка или мелкой стружки, содержащий не менее 99,9%
тантала.
2.1. Приготовление
стандартных растворов
2.1.1. Стандартный
раствор вольфрама, содержащий 5 мг/см3 вольфрама: 0,5 г металлического
вольфрама помещают в стакан вместимостью 100 см3, смачивают 3 - 4 см3 воды,
приливают 5 - 10 см3 перекиси водорода и растворяют при слабом нагревании на
электроплитке, закрыв стакан часовым стеклом. После растворения навески
полученный раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и
доводят до метки водой.
2.1.2. Стандартный
раствор молибдена, содержащий 2,5 мг/см3 молибдена: 0,25 г металлического
молибдена помещают в стакан вместимостью 100 см3, смачивают 3 - 4 см3 воды,
приливают 4 - 5 см3 перекиси водорода и растворяют при слабом нагревании на
электроплитке, закрыв стакан часовым стеклом. После растворения навески
полученный раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см3 и
доводят до метки водой.
2.1.3. Стандартный
раствор циркония, содержащий 1 мг/см3 циркония: 0,1 г металлического циркония
помещают в кварцевый стакан вместимостью 50 см3, приливают 5 см3 серной
кислоты, разбавленной 1:1, и растворяют при сильном нагревании при 350 - 400 °С на электроплитке, закрыв стакан часовым стеклом. После
полного растворения циркония стакан охлаждают, приливают 10 - 15 см3 серной
кислоты 2 моль/дм3, нагревают до растворения солей, переводят в мерную колбу
вместимостью 100 см3, доводят до метки серной кислотой 2 моль/дм3.
2.1.4. Стандартный
раствор тантала (запасной), содержащий 1 мг/см3 тантала: 0,1 г металлического
тантала помещают в стеклоуглеродную чашку, приливают
2 см3 фтористоводородной кислоты, по каплям азотную кислоту и осторожно
нагревают до полного растворения навески. Приливают 6 см3 серной кислоты,
разбавленной 1:1, продолжают нагревание до выделения паров серного ангидрида,
охлаждают, обмывают стенки чашки водой, приливают 2 см3 перекиси водорода,
переводят раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, охлаждают и доводят
водой до метки.
Раствор тантала
(рабочий), содержащий 250 мкг/см3 тантала: в мерную колбу вместимостью 100 см3
отбирают пипеткой 25 см3 запасного раствора, добавляют 1 см3 перекиси водорода,
доводят до метки водой.
2.1.5. Стандартный
раствор железа (запасной), содержащий 1 мг/см3 железа: 0,1 г металлического
железа растворяют при слабом нагревании в 2 см3 царской водки, после
растворения навески добавляют 10 см3 воды, кипятят до удаления окислов азота,
переводят полученный раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до
метки водой.
Раствор железа
(рабочий), содержащий 25 мкг/см3 железа: в мерную колбу вместимостью 100 см3
отбирают пипеткой 2,5 см3 запасного раствора и доводят до метки водой.
2.1.6. Стандартный
раствор алюминия (запасной), содержащий 1 мг/см3 алюминия: 0,1 г металлического
алюминия растворяют при слабом нагревании в 2 см3 соляной кислоты, после
растворения навески добавляют 10 см3 воды, кипятят и переводят полученный
раствор в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят до метки водой.
Раствор алюминия
(рабочий), содержащий 25 мкг/см3 алюминия: в мерную колбу вместимостью 100 см3
отбирают пипеткой 2,5 см3 запасного раствора и доводят до метки водой.
2.1.7. Стандартный
раствор кремния (запасной), содержащий 1 мг/см3 кремния: 1,0121 г кремнекислого
натрия растворяют при нагревании в 90 см3 горячей воды, содержащей 20 капель
раствора гидроокиси натрия 0,1 моль/дм3. Полученный раствор фильтруют через
складчатый фильтр "синяя лента" в мерную колбу вместимостью 100 см3,
разбавляют водой до метки, перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой
посуде.
Точную массовую
концентрацию кремния устанавливают гравиметрическим методом. Для этого в
фарфоровую чашку отбирают пипеткой 10 см3 стандартного раствора кремния,
приливают 10 см3 концентрированной соляной кислоты, перемешивают, выпаривают,
добавляют 10 см3 соляной кислоты и вторично выпаривают досуха.
К сухому остатку
приливают 10 см3 концентрированной соляной кислоты и 100 см3 горячей воды,
перемешивают и оставляют для коагуляции осадка. Осадок отфильтровывают на
фильтр "белая лента" с фильтробумажной
массой и промывают несколько раз горячим раствором соляной кислоты,
разбавленной 1:99.
Фильтр с осадком
помещают в платиновый тигель, подсушивают, озоляют и
прокаливают в муфельной печи при 700 - 800 °С в
течение 1 - 1,5 ч. Тигель с осадком охлаждают до комнатной температуры в
эксикаторе, взвешивают. К осадку в тигле добавляют из полиэтиленовой пипетки 5
см3 фтористоводородной кислоты, несколько капель концентрированной серной
кислоты и нагревают до прекращения выделения паров серной кислоты. Тигель с
осадком вновь прокаливают в муфельной печи в течение 10 - 15 мин, охлаждают и
взвешивают.
Концентрацию (С)
стандартного раствора кремния в мг/см3 вычисляют по формуле
,
где m - масса
осадка до обработки фтористоводородной кислотой, мг;
- масса
осадка после обработки фтористоводородной кислотой, мг;
0,4674 -
коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний;
V - объем
стандартного раствора, взятый для определения, см3.
Раствор кремния
(рабочий), содержащий 25 мкг/см3 кремния: в мерную колбу вместимостью 100 см3
отбирают пипеткой 2,5 см3 запасного раствора, доводят до метки водой.
2.1.8. Стандартный
раствор титана (запасной), содержащий 1 мг/см3 титана: 0,1 г металлического титана
помещают в коническую колбу вместимостью 100 см3, приливают 5 см3 серной
кислоты, разбавленной 1:5, и растворяют при слабом нагревании. После
растворения навески приливают по каплям концентрированную азотную кислоту до
обесцвечивания раствора и продолжают нагревание до выделения паров серной
кислоты, охлаждают, добавляют 2 - 3 см3 воды и снова нагревают до выделения
паров серной кислоты. Охлаждают, приливают 50 см3 воды, нагревают до
растворения солей, переводят полученный раствор в мерную колбу вместимостью 100
см3, охлаждают, доводят до метки водой.
Раствор титана
(рабочий), содержащий 25 мкг/см3 титана: в мерную колбу вместимостью 100 см3
отбирают пипеткой 2,5 см3 запасного раствора и доводят до метки водой.
3.
ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
3.1. Приготовление
рабочих растворов сравнения
В семь кварцевых
стаканов вместимостью 50 см3 помещают навески металлического ниобия, массы
которых указаны в табл. 1.
───────────┬────────────────┬─────────────────────────────────────
Номер
│ Масса навески
│ Объем вводимого рабочего
раствора
раствора │ металлического │ элемента, см3
сравнения │ ниобия, г
├────┬────┬────┬───┬────┬────┬───┬────
│ │ W │ Мо │ Zr │Та │ Fe │ Аl │Si │ Ti
───────────┼────────────────┼────┼────┼────┼───┼────┼────┼───┼────
0 │0,25 │- │-
│- │- │-
│- │- │-
1 │0,25 │- │-
│- │0,5│0,5
│0,5 │0,5│0,5
2 │0,25 │- │-
│- │2,0│2,0
│2,0 │2,0│2,0
3 │0,25 │- │-
│- │5,0│5,0
│5,0 │5,0│5,0
4 │0,24 │1,5 │1,0 │1,0
│- │- │-
│- │-
5 │0,22 │4,0 │3,0 │4,5
│- │- │-
│- │-
6 │0,19 │7,5 │6,0 │7,5
│- │- │-
│- │-
Во все стаканы
добавляют по 0,6 г сернокислого аммония и по 3 см3 концентрированной серной
кислоты, накрывают часовыми стеклами и растворяют ниобий при сильном нагревании
на электроплитке. После полного растворения навесок растворы охлаждают, добавляют
по 10 - 15 капель перекиси водорода (1 - 1,5 см3), обмывают часовое стекло
водой и добавляют различные объемы рабочих растворов определяемых элементов
(см. табл. 1).
Полученные растворы
переводят из стаканов в мерные колбы вместимостью 50 см3, доводят до метки
водой. Концентрации определяемых элементов в рабочих растворах сравнения даны в
табл. 2.
Таблица 2
─────────┬────────────────────────────────────────────────────────
Номер
│ Концентрация
определяемых элементов в рабочих
раствора
│ растворах
сравнения, мкг/см3
сравнения├──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬───────
│ W
│ Мо │
Zr │
Та │ Fe │
Аl
│ Si │
Ti
─────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼───────
0 │- │-
│- │- │- │- │- │-
1 │- │- │- │2,5 │0,25
│0,25 │0,25 │0,25
2 │- │- │- │10,0 │1,0
│1,0 │1,0 │1,0
3 │- │- │- │25,0 │2,5
│2,5 │2,5 │2,5
4 │150 │50
│20 │- │- │- │- │-
5 │400 │150
│90 │- │- │- │- │-
6 │750 │300
│150 │- │- │- │- │-
3.2. Подготовка
проб к анализу
Навеску
анализируемой пробы массой 0,25 г помещают в кварцевый стакан вместимостью 50
см3, добавляют 0,6 г сернокислого аммония, 3 см3 концентрированной серной
кислоты, накрывают стакан часовым стеклом и растворяют навеску при сильном
нагревании на электроплитке. После полного растворения раствор охлаждают,
добавляют 10 - 15 капель перекиси водорода (1 - 1,5 см3), обмывают часовое
стекло водой, переводят полученный раствор из стакана в мерную колбу
вместимостью 50 см3, доводят до метки водой.
3.3. Проведение
анализа
Спектрально-аналитический
комплекс подготавливают к работе согласно рабочей инструкции и в соответствии с
инструкцией выполняют операции, указанные в пп. 3.3.1
- 3.3.8.
3.3.1.
Устанавливают параметры плазмы как источника возбуждения спектров:
мощность,
подводимую к плазме, 0,8 - 1,4 кВт;
расход
плазмообразующего аргона 0,2 - 0,8 дм3/мин;
расход охлаждающего
аргона 12 - 20 дм3/мин;
расход распыляющего
аргона 0,2 - 0,6 дм3/мин;
скорость подачи
раствора в плазму 1,8 - 3,0 см3/мин.
3.3.2. Включают
плазму, корректируют параметры (п. 3.3.1), выполняют юстировку оптических
приборов (полихроматора и монохроматора).
3.3.3. Вводят в
память ЭВМ информацию (п. 3.3.4), присваивая ей выбранный код.
3.3.4. Информация,
вводимая в ЭВМ:
время
интегрирования 10 с;
способ измерения
аналитического сигнала:
полихроматор - интегрирование,
монохроматор -
интегрирование интенсивности пика в максимуме после предварительного поиска его
при сканировании в окрестности аналитической линии. Допускается применять
другие способы измерения.
Длины волн
аналитических линий приведены в табл. 3.
─────────────────────────────────┬────────────────────────────────
Определяемый элемент │ Длина волны, нм
─────────────────────────────────┼────────────────────────────────
Вольфрам │216,64
Молибден │202,03
Цирконий │339,19
Тантал │233,20
Железо │238,21
Алюминий │237,34
Кремний │251,61
Титан │334,94
Допускается
использовать волны другой длины, свободные от спектральных помех, обусловленные
составом анализируемого сплава.
3.3.5. Переключатели напряжения на ФЭУ, соответствующие аналитическим
линиям определяемых на поли- и монохроматоре элементов, устанавливают в
позицию, обеспечивающую превышение значения аналитического сигнала над фоном
для раствора сравнения 1 не менее 20, а для раствора сравнения 4 - не менее 50
относительных единиц и значение относительного стандартного отклонения (Sr) трех параллельных измерений не более 3%. С помощью
программы учета взаимного влияния элементов рассчитывают поправочные
коэффициенты для внесения поправок в результаты анализа.
3.3.6.
Последовательно вводят в плазму растворы сравнения: 0, 1 - 3 и 4 - 6. С помощью
специальной программы методом наименьших квадратов получают коэффициенты
полиномов (первой или второй степени), аппроксимирующих градуировочные
характеристики для каждого из определяемых элементов, и запоминают их с
использованием долговременной памяти ЭВМ.
Градуировочные характеристики получают в координатах I-С, где I - интенсивность
аналитических линий определяемых элементов (растворы 1 - 6) за вычетом
интенсивности излучения спектра плазмы на длинах волн аналитических линий
определяемых элементов для раствора 0, не содержащего этих элементов;
С - концентрация определяемых элементов в
растворах 1 - 6, мкг/см3.
3.3.7. Для учета
влияния переменных количеств циркония в растворах проб на аналитический сигнал
алюминия на указанной в табл. 3 длине волны распыляют в плазму растворы с
различной концентрацией циркония (табл. 4).
Таблица 4
──────────────────────────┬───────────────────────────────────────
N раствора │ Концентрация циркония, мкг/см3
──────────────────────────┼───────────────────────────────────────
1 │20
2 │90
3 │150
3.3.8.
Растворы анализируемых проб последовательно вводят в плазму и измеряют
интенсивности аналитических линий определяемых элементов и фона. В соответствии
с программой для каждого раствора выполняют по три измерения и вычисляют
среднее арифметическое значение, которое является результатом единичного
определения. После введения и измерения 4 - 5 растворов проб повторяют
измерения растворов 1 и 4. Полученные значения не должны отличаться более чем
на 1% от первоначальных (п. 3.3.6). В противном случае
распыляют в плазму растворы сравнения 0, 3 и 6 и получают с помощью специальной
программы коэффициенты, учитывающие дрейф градуировочных
характеристик для каждого определяемого элемента. После этого продолжают
анализ.
4.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1. С помощью
специальной программы на экране дисплея или в виде распечатки получают символы
определяемых элементов, аналитические сигналы и соответствующие им массовые
доли (в процентах) определяемых элементов в пробах.
В программе
предусмотрено внесение поправок, полученных при измерении раствора 0, при учете
влияния переменных количеств циркония, а также фактора разбавления D,
вычисленного по формуле
,
где m - масса
навески пробы, г;
V - объем раствора
пробы, см3 (V = 50 см3).
4.2. Расхождения
между результатами двух параллельных определений (п. 3.3.8) и результатами двух
анализов не должны превышать значений допускаемых расхождений, приведенных в
табл. 5.
Таблица 5
───────────────────────┬────────────────────┬─────────────────────
Определяемый элемент │
Массовая доля, % │ Допускаемые
│ │ расхождения, %
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Вольфрам │3,00 │0,25
│15,00 │1,25
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Молибден │1,0 │0,1
│6,0 │0,5
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Цирконий │0,30 │0,05
│3,0 │0,3
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Тантал │0,05 │0,01
│0,5 │0,1
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Алюминий │0,005 │0,001
│0,05 │0,01
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Кремний │0,005 │0,001
│0,05 │0,01
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Железо │0,005 │0,001
│0,05 │0,01
───────────────────────┼────────────────────┼─────────────────────
Титан │0,005 │0,001
│0,05 │0,01
ТЕХНОРМАТИВЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЕЙ И ПРОЕКТИРОВЩИКОВ
Copyright © www.docstroika.ru, 2013 -
2024