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使用ICP-AES检测碳素钢和低合金钢中多元素含量

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:本方法适用于碳素钢、低合金钢中硅、锰、磷、铜、铬、镍、钴、钒、钼、钛及酸溶铝、酸溶硼含量的测定,测量范围见表2-15。例如,需精确测量低含量元素,可增加低含量范围测量点。2)校准曲线的绘制:于ICP光谱仪上,测量校准曲线各元素校准溶液的光谱强度,每个溶液重复测量2次或3次,计算其平均值。

使用ICP-AES检测碳素钢和低合金钢中多元素含量

1.方法提要

试样用稀硝酸盐酸-硝酸混合酸分解,稀释至一定体积,在电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP光谱仪)上测量各元素分析线的光谱强度或对钇的相对强度,在校准曲线上计算各成分的质量分数。

本方法适用于碳素钢、低合金钢中硅、锰、磷、铜、铬、镍、钴、钒、钼、钛及酸溶铝、酸溶硼含量的测定,测量范围见表2-15。

2.试剂

1)高纯铁(纯度大于99.98%),各待测元素的含量已知,或小于0.0001%。

2)硝酸,1+3。

3)硝酸-盐酸混合酸,1+1+2,用时混合。

4)氩气,纯度大于99.99%;用于分光室吹扫的氩气或氮气纯度应大于99.999%。

5)标准溶液

①硅、锰、铜、铬、镍、钴、钒、钼、钛、铝标准溶液:1.00g/L或500mg/L、250mg/L、100mg/L,或它们的混合标准溶液。

②磷、硼标准溶液:100mg/L、10.0mg/L。

③钇标准溶液:100mg/L。

注意:根据试样被测元素含量和工作曲线范围,分别选择合适的标准溶液的浓度,绘制校准曲线。

3.ICP光谱仪

采用的电感耦合等离子体发射光谱仪应满足ICP-AES分析方法通则对仪器的要求,本方法的推荐分析谱线见表2-15。选择分析谱线时,应尽量避免共存元素对待测元素的光谱干扰,必要时采用基体匹配或干扰系数校正法进行校正。

2-15 测量范围和推荐测量分析波长

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4.分析步骤

(1)试样量 称取0.5000g试样。(www.xing528.com)

(2)试样的分解和试液的制备 根据试样品种和待测元素性质选择稀硝酸分解或盐酸-硝酸混合酸分解。

1)稀硝酸的分解:将试样置于150mL烧杯中,加入40mL预先加热至近沸的硝酸(1+3),低温加热至试样溶解,冷却至室温,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。若用内标法测量,则在定容前加10.00mL钇标准溶液(100mg/L)。

2)盐酸-硝酸混合酸分解:将试样置于150mL烧杯中,加入20mL硝酸-盐酸混合酸,盖上表面皿,缓缓加热至试样完全分解,冷却至室温,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,混匀。若用内标法测量,则在定容前加10.00mL钇标准溶液(100mg/L)。

(3)校准曲线溶液的制备

1)采用标准溶液绘制校准曲线:称取与试样中铁量相当的高纯铁数份置于数个150mL烧杯中,加入与分解试样一致的溶解酸,加热至纯铁溶解,冷却至室温,移入100mL容量瓶中,参考表2-16加入各待测元素的标准溶液或它们的混合标准溶液,用水稀释至刻度,混匀。若用内标法测量,则在定容前加10.00mL钇标准溶液(100mg/L)。

注意:通常可选择4~6份校正溶液测量点(包括零含量溶液)绘制校准曲线,校准曲线的含量范围可根据被测量元素的含量调整。例如,需精确测量低含量元素,可增加低含量范围测量点。相对于0.50g试样,表2-16列出了不同含量标准溶液加入量对应的校准曲线校准点含量。

2-16 不同含量标准溶液加入量对应的校准曲线校准点含量

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2)采用同类标准物质溶液绘制校准曲线:称取0.5000g数个与被测试样同类的标准物质,各被测元素有4个以上的测量点,其含量尽可能呈梯度分布并覆盖被测样品的含量。将称取的标准物质置于数个150mL烧杯中,加入与分解试样一致的溶解酸,加热至样品溶解,以下按“试样的分解和试样的制备”后续步骤操作。

(4)测量

1)仪器准备

①开启ICP光谱仪,预热1h以上。

②按照仪器操作说明对仪器工作条件进行优化,选择合适的分析条件。

③准备校准曲线绘制、测量及统计计算等软件

④按下点火键,点火后确认仪器运行参数在正常范围内,雾化系统及等离子火焰工作正常,稳定20min。

2)校准曲线的绘制:于ICP光谱仪上,测量校准曲线各元素校准溶液的光谱强度(或相对强度),每个溶液重复测量2次或3次,计算其平均值。以校准溶液元素的含量为横坐标,光谱强度(或相对强度)的平均值为纵坐标,绘制各测量元素的校准曲线。各校准曲线相关系数应大于0.999。

绘制校准曲线后,在日常分析中可采用两点校正方式对校准曲线进行校正。所选两个高、低含量的校正溶液,可以是校准曲线的标准溶液,也可以是标准物质溶液。

3)试样溶液的测定:测量试样溶液中待测元素的光谱强度(或相对强度),重复测量2次或3次,由校准曲线计算待测元素的质量分数。

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