[發(fā)明專利]一種測定K25鉻基高溫合金中鈦釩鎢錳硅的分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310512088.0
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103604800A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮艷秋;葉曉英;孫濤;楊春晟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: G01N21/73
• 分類號: G01N21/73
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

1.一種測定K25鉻基高溫合金中鈦釩鎢錳硅的分析方法，其特征在于：采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，儀器的工作條件及分析線如下：高頻頻率：40.68MHz；入射功率：0.95～1.1Kw；反射功率：＜15W；冷卻氣流量：12～20L/min；護套氣流量：0.1～0.6L/min；樣品提升量：1.0～1.5ml/min；積分時間：1～10s；元素分析線：鈦334.941nm；釩292.402nm；鎢207.911nm；錳257.610nm；硅288.158nm或251.611nm；內(nèi)標(biāo)元素釔371.029nm?

（1）在測定過程中所使用的試劑如下：?

（1.1）鹽酸，ρ1.19g/mL；優(yōu)級純；?

（1.2）硝酸，ρ1.42g/mL；優(yōu)級純；?

（1.3）硫酸，ρ1.84g/mL；優(yōu)級純；?

（1.4）氫氟酸，ρ1.15g/mL，優(yōu)級純；?

（1.5）硫酸，1+1；?

（1.6）硝酸，1+1；?

（1.7）硫酸銨：固體；?

（1.8）王水：三體積鹽酸和一體積硝酸混合；?

（1.9）氫氧化鈉溶液：200g/L；?

（1.10）檸檬酸，200g/L；?

（1.11）氫氧化鈉溶液：400g/L；?

（1.12）鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ：稱取于950℃灼燒至恒重的光譜純二氧化鈦1.6686g，置于400mL燒杯中，加入10g硫酸銨、加入上述(1.4)硫酸50mL，蓋上表面皿，于高溫處加熱至冒硫酸煙，直至獲得澄清溶液為止。冷卻至室溫，移入盛有500mL水的燒杯中，稍冷，移入1000mL容量瓶，冷卻至室溫后，用水稀釋至刻度，搖勻，得到1.00mg/mL的鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ；?

（1.13）鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ：移取20.00mL鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ置于200mL容量瓶中，補加上述（1.4）硫酸40mL，稀釋至刻度，搖勻，得到濃度為0.10mg/mL的鈦標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ；?

（1.14）釩標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ：稱取質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于99.9%的1.0000g純釩于200mL燒杯中，用10mL王水經(jīng)加熱溶解后，加入上述(1.4)硫酸20mL，加熱蒸發(fā)至冒硫?酸煙，稍冷，加入50mL水，加熱溶解鹽類，冷卻至室溫后，移入1000mL容量瓶中，用水稀至刻度，搖勻，得到1.00mg/mL釩標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ；?

（1.15）釩標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ：移取20.00mL釩標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ置于200mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。得到濃度為0.10mg/mL的釩標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ；?

（1.16）鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ：稱取預(yù)先在800℃灼燒30min的0.6305g光譜純的三氧化鎢，置于鉑皿中，加入10mL～15mL氫氧化鈉溶液，加熱溶解。冷卻至室溫，移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻后，再移入干燥的塑料瓶內(nèi)貯存，得到1.00mg/mL的鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ：?

（1.17）鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ：移取20.00mL鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ置于200mL塑料容量瓶中，補加10mL鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度為0.10mg/mL的鎢標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ；?

（1.18）錳標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ：稱取0.1000g；＞99.99%且預(yù)處理過的純錳，置于250mL燒杯中，加入上述（1.4）硝酸10mL，加熱至錳完全溶解，煮沸驅(qū)盡氮的氧化物，冷卻至室溫后移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻，得到0.10mg/mL的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ；?

錳的處理方法：將純錳放入上述（1.4）硫酸中，加熱清洗，待表面氧化錳（棕褐色）洗凈后取出，立即用蒸餾水反復(fù)洗滌，再放入無水乙醇中洗4-5次，取出，放在干燥器中干燥后，方可使用；?

（1.19）錳標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ：移取20.00mL錳標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ置于200mL容量瓶中，補加10mL鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度為0.10mg/mL的錳標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ；?

（1.20）硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ：稱取12.12g硅酸鈉(Na₂SiO₃·9H₂O)置于500mL燒杯中，加入300mL水、40mL氫氧化鈉溶液，加熱煮沸數(shù)分鐘。冷卻至室溫，過濾于1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。立即移入干燥塑料瓶中貯存，得到濃度約為1mg/mL的硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ；?

移取50.00mL三份上述溶液，用重量法平行進行標(biāo)定得到硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ的準(zhǔn)確濃度。?

（1.21）硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ：移取20.00mL硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ置于200mL塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度約為0.10mg/mL（依據(jù)硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ而定）的硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅱ；?

（1.22）硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅲ：移取10.00mL硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ置于1000mL塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度約為0.01mg/mL（依據(jù)硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅰ而定）的硅標(biāo)準(zhǔn)溶液Ⅲ；?

（1.23）鎳基體溶液：稱取5.000g金屬鎳；＞99.99％的純金屬置于300mL燒杯中，加入上述(1.2)硝酸30mL，加熱溶解，冷卻，移入的500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度為10.0mg/mL的鎳基體溶液；?

(1.24)鉻基體溶液：稱取14.1445g預(yù)先經(jīng)150℃烘1h，并于干燥器中冷卻至室溫的基準(zhǔn)重鉻酸鉀置于300mL燒杯中，用適量水溶解，移入500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度為10.0mg/mL的鉻基體溶液；?

（1.25）釔內(nèi)標(biāo)溶液，0.2mg/mL；稱取0.1270g，＞99.95%氧化釔，置于250mL燒杯中，加入10mL去離子水、10mL鹽酸，低溫加熱至溶解完全，冷卻后移入500mL容量瓶中，補加10mL鹽酸，用水稀釋至刻度，搖勻，得到濃度為0.2mg/mL的釔內(nèi)標(biāo)溶液；?

（2）取樣和制樣；分析用的試樣按照HB/Z205的要求進行取樣和制樣；?

（3）分析前準(zhǔn)備?

共存元素干擾，鉻60毫克、鎳40毫克；?

（4）分析步驟如下：?

（4.1）試樣：稱取0.10g試樣，精確到0.0001g；?

（4.2）空白試驗溶液：隨同試樣做空白試驗溶液若干；?

（4.3）制備試樣溶液：?

試樣溶液制備的方法為如下之一：?

第一種試樣制備方法:將分析步驟（4.1）的試樣置于50mL微波消解管中，加入0.5mL～2mL水、2mL～5mL鹽酸、1mL～3mL硝酸（1.2）、2滴～8滴氫氟酸，常溫下將酸反應(yīng)后的氣體趕出；將微波消解按表中條件進行設(shè)置；冷卻至常溫后，取出微波消解管放氣，開蓋子，移入100mL塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，待測；?

表1：微波消解條件?

步驟 功率W 功率百分比% 溫度爬升時間min 最終溫度℃ 保持時間min 第一步 1200～1800 100 4～10 110～140 2～8 第二步 1200～1800 100 5～15 180～220 10～30

第二種試樣制備方法:將分析步驟（4.1）的試樣置于150mL烯燒杯中，加入鹽酸10mL～20mL、加入上述（1.2）的硝酸3mL～5mL，氫氟酸0.5mL-1.5mL，在水浴鍋中加熱，水浴鍋溫度設(shè)定在40℃-60℃之間，加熱至試樣完全溶解，取下稍冷，吹水，冷卻試液至室溫；移入預(yù)先已準(zhǔn)確加入2.00mL釔內(nèi)標(biāo)溶液的100mL塑料容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻；?

（4.4）制備校準(zhǔn)溶液；?

校準(zhǔn)溶液的制備可以有如下兩種方法之一；?

（4.4.1）工作曲線合成法：按表2體積移取鈦、釩、鎢、錳、硅標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于一組100mL容量瓶中，準(zhǔn)確加入2.00mL釔內(nèi)標(biāo)溶液，加入與試樣主要成分含量相近的鉻基體溶液6.0mL、鎳基體溶液4.0mL，轉(zhuǎn)入分析步驟（4.2）的空白試驗溶液，用水稀釋至刻度，搖勻；?

表2：工作曲線配置表?

（4.4.2）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)合成法?

（4.4.2.1）制備低標(biāo)溶液；按被測K25鉻基高溫合金主要化學(xué)成分配制低標(biāo)溶液如下；將分析步驟（4.2）的空白試驗溶液移入預(yù)先已準(zhǔn)確加入2.00mL釔內(nèi)標(biāo)溶液的100mL塑料容量瓶中，加入與試樣主要成分含量相近的鉻基體溶液6.0mL、鎳基體溶液4.0mL，用水稀至刻度，搖勻，作為低標(biāo)溶液；?

（4.4.2.2）制備標(biāo)準(zhǔn)點溶液；選定2個以上與試樣相近牌號的鉻基高溫合金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按(4.3)試樣溶液的制備步驟進行試樣前處理，作為標(biāo)準(zhǔn)點溶液。如果選定作為標(biāo)準(zhǔn)點的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)某元素含量范圍低于待測試樣含量，可定容前在該標(biāo)準(zhǔn)物?質(zhì)中加入適當(dāng)?shù)脑撛貥?biāo)準(zhǔn)溶液作為標(biāo)準(zhǔn)點溶液；?

（4.5）測量試樣溶液中鈦、釩、鎢、錳、硅的濃度；按電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀選定的工作條件，以釔為內(nèi)標(biāo)元素，對儀器進行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化采用低標(biāo)溶液標(biāo)準(zhǔn)點S0和高標(biāo)溶液標(biāo)準(zhǔn)點S5做工作曲線，然后，測量試樣溶液中鈦、釩、鎢、錳、硅的濃度；?

（5）計算測量結(jié)果，得到鈦、釩、鎢、錳、硅的含量；?

按下式計算待測元素的百分含量：?

式中：w——試液中鈦、釩、鎢、錳、硅元素的百分含量，單位：%；?

ρ——試液中鈦、釩、鎢、錳、硅元素的質(zhì)量濃度，單位：μg/mL；?

V——測量時試液體積，單位：mL；?

m——試樣質(zhì)量，單位：g。?