1 鋁及其合金分析
1.1 鋁合金中Fe,Si,,Cu,,Mg,,Mn,Ni,,Zn,Ti,Cr,,Sr的測定(堿溶法)
(1)方法要點 鋁合金有多種類型,,有些鋁合金用酸很難分解(如鑄造鋁合金)。本法用氫氧化鈉溶液溶樣,,用基體匹配法消除基體效應(yīng),,用干擾系數(shù)法校正元素間的光譜干擾。
(2)儀器及分析條件 Pekin Elmer公司的Optima 3000×L型ICP光譜儀,,耦合功率1.3kW,,冷卻氣流量15L/min,載氣流量0.6L/min,,輔助氣流量1.0L/min,,試液提升量1.0ml/min。
(3)樣品處理 稱取0.25g鋁合金樣品,,加15ml 20%氫氧化鈉溶液,,低溫加熱溶解,加入(1+1)硝酸22ml,,酸化后定容至100ml,。
(4)元素間的干擾及校正 Fe及Cu對其他待測元素有些干擾。10μg/ml以上的鐵對Mn和Zn測的干擾系數(shù)分別為0.397×10–3及1.048×10-3,。這兩個元素要進行干擾校正,。
(5)分析線、檢出限,、精密度及回收率 見表1
表1 鉻合金的分析線,、檢出限、精密度及回收率
元素及分析線/nm | 檢出限/μg·ml-1 | 樣品含量/μg·ml-1 | 回收率/% | 精密度/% |
Fe 238.204 Si 251.611 Cu 327.396 Mg 279.079 Mn 259.373 Ni 231.604 Zn 213.856 Ti 338.376 Cr 267.716 Sr 407.771 | 0.0072 0.0177 0.0159 0.0318 0.0018 0.0090 0.0063 0.0117 0.0033 0.0003 | 15480 134475 101.850 2.7150 2.6000 2.4650 5.9675 1.5525 0.0300 0.5325 | 98.8 93.4 96.2 99.4 98.5 97.7 94.5 97.3 95.0 102.0 | 0.95 0.28 0.57 1.52 4.61 4.87 5.31 2.26 0.85 0.12 |
鋁錠樣品的分析表明,,用酸溶樣,,Si含量的測定結(jié)果顯著低于堿溶法。但Fe,,Cu,,Mg,Mn,,Ti等元素的測定結(jié)果,,兩種溶樣法完全一致。
1.2 硝酸-氫氟酸溶樣測定鋁鎂合金中Al,,Mg,,Ge,Si
(1)樣品處理 0.0100g試樣,,加2ml HNO3(1+1),,4滴40%HF,室溫溶解,,加入2.0ml 3%H3BO3絡(luò)合過量的氟離子,,定容于100ml,。
(2)儀器與分析條件 美國TJA公司IRIS/AP軸向觀測光譜儀。1150W高頻功率,,冷卻氣15L/min,,輔助氣0.5L/min,載氣0.5L/min,。
(3)回收率及精密度 以B 208.959nm作為內(nèi)標線測定Al,、Mg、Ge,、Si的回收率為9.91%~100.7%,。
1.3 鋁合金中硼的測定
用HCl+HNO3(1+3)溶樣,用基體匹配法測定鋁合金中硼含量,。方法回收率在93%~102%之間,。當(dāng)B濃度為3.5%時,精密度為0.92%~2.28%,。
1.4 鋁合金中痕量鈹?shù)臏y定
用鹽酸和硝酸溶樣,,分析0.0002%~0.0005%Be元素,方法回收率5%~150%,,分析線Be 313.042nm的檢出限為2.0ng/ml。
1.5 鋁合金中Sc的測定
用鹽酸和硝酸溶樣,,在Sc濃度為0.131%~0.234%時,,方法回收率為96%~101.0%。精密度小于1.0%,,Sc 424.683nm的檢出限為0.04μg/ml,。
1.6 微波消解ICP-AES法測定鋁合金中高含量硅
稱取0.050g樣品,置于微波消解罐中,,加入約0.5g氫氧化鈉,,加入3ml水,待反應(yīng)結(jié)束后,,置于微波爐中,,在1.52MPa壓力下消解3min,取出冷卻,,逐滴加入2~3ml硝酸,,定容至100ml,再用水稀釋10倍用于ICP光譜測定,。本法測定結(jié)果與重量法相一致,。在含Si量9.71%條件下,相對標準偏差為2.06%,。
1.7 高純鋁中微量銅的測定
比較了各種霧化器用于高純鋁測定時的分析性能,。結(jié)果表明,,MAK固定交叉霧化器有較好的檢出限(3.4ng/ml),但Babington霧化器有較好的測定精密度,,被推薦用于高純鋁的分析,。
1.8 高純氧化鋁中痕量雜質(zhì)的測定
為了測定高純氧化鋁粉中B等11個元素,在無機酸中以硫酸高壓溶樣效果最好,。該法比碳酸鋰熔融法有更低的空白值,,也不增加249.77~238.20nm波段范圍內(nèi)光譜背景值,但基體的存在會降低所有元素的發(fā)射強度約11%~24%,。因此,,應(yīng)采用基體匹配法校正基體效應(yīng)。本法測定11種元素的檢出限見表3,。
表3 高純氧化鋁中痕量雜質(zhì)的檢出限
元素及分析線/nm | Al2O3中檢出限/μg·g-1,,本法 | 熔融法/μg·g-1① |
BⅠ249.77 CaⅡ393.37 CrⅡ267.72 CuⅡ324.75 FeⅡ238.20 GaⅠ294.36 MgⅡ279.55 MnⅡ259.37 NaⅠ589.59 SiⅠ251.61 TiⅡ334.94 | 0.9 0.07 1 1 0.9 7 0.03 0.2 2 3 0.4 | - 0.1 - 2 2 - 0.08 0.2 15 3 - |
①Li2CO3-H3BO4熔融法所得數(shù)據(jù)。
1.9 氫氧化鋯共沉淀法ICP光譜測定Al2O3中雜質(zhì)
(1)方法要點 高純氧化鋁(99.99%)中微量雜質(zhì)Fe,,Si,,Ca,Mg,,Cu,,Mn,Zn,,Cr,,Ni,Ti用共沉淀法分離,,用ICP光譜法測定分離后的雜質(zhì)元素,。本法可測定0.2~40μg/g水平的高純氧化鋁中雜質(zhì)元素。
(2)樣品處理 取1g氧化鋁樣品,,同2.5g碳酸鈉和1g硼酸混合,,在900℃溫度下熔融10min。熔體用稀鹽酸溶解,,在溶解液中加30mg Zr(Ⅳ),。再加40ml濃度為2.5mol/L的氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁。過濾分掉濾液并用水洗滌沉淀,。沉淀用5ml 6mol/L HCl溶解并用水稀釋至25ml,。用同樣方法準備空白溶液。
(3)儀器與分析條件 ICAP-500型等離子體光譜儀,,1.4kW高頻功率,,13.0L/min冷卻氣,0.45~0.50L/min載氣,,輔助氣1.1L/min,。
(4)分析線及檢出限 見表4
(5)空白值 實驗表明,,由于化學(xué)試劑和白金坩堝引入的空白值不能忽視。Fe的空白值中由試劑引入的為0.9μg±0.1μg,,Si為12.2μg±0.3μg,,Ca為4.2μg±0.2μg。白金坩堝造成的Fe空白值為2~4μg,,Cu的空白值為1μg,。
表4 氧化鋁中雜質(zhì)的分析線及檢出限
分析線/nm | 檢出限/μg·g-1 | 分析線/nm | 檢出限/μg·g-1 |
Fe 238.20 Si 251.61 Ca 393.36 Mg 280.27 Cu 324.75 | 0.6 1.5 0.1 0.1 0.5 | Mn 257.61 Zn 213.85 Cr 205.55 Ni 231.60 Ti 334.94 | 0.1 0.2 0.5 0.8 0.2 |