作者:宋檢 時間:2022-10-17 來源:互聯(lián)網
銅鎳合金是以鎳為主要添加元素的銅基合金,銅鎳之間彼此可無限固溶。鎳銅合金具有良好的延展性、可鍛造性、機械加工性、耐腐蝕、深沖性能,被廣泛應用于造船、石油化工、電器、儀表、醫(yī)療器械、日用品、工藝品等領域,還是重要的電阻及熱電偶合金[1–3]。電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP–AES)法因其具有靈敏度高、精密度和線性好、可同時分析多種元素等優(yōu)點,目前已成為金屬材料中常量及痕量元素的常用分析方法之一[4–7]。近年來,國內外文獻報道了很多關于鎳銅合金主量元素鎳和銅的測量方法,但是關于其中的雜質元素鮮有報道[8]。筆者采用ICP–AES法對其中的雜質元素Fe,Mn,Cr,Nb進行分析,通過選擇合適的譜線及內標用量確定了*佳分析條件,測定結果滿足分析要求。
1實驗部分
1.1主要儀器與試劑
發(fā)射光譜儀:JYULTIMA型,法國JobinYvon公司。Cr標準溶液:1.00mg/mL,稱取0.5656g重鉻酸鉀,加入40mL水,加熱溶解,冷卻后移入200mL容量瓶中,用水稀釋至標線,搖勻;Fe標準溶液:1.00mg/mL,稱取0.2000g純鐵,加入鹽酸溶液(1+1)10mL,微熱溶解,冷卻后移入200mL容量瓶中,補加鹽酸溶液(1+1)5mL,用水稀釋至標線,搖勻;Mn標準溶液:1.00mg/mL,稱取0.2000g電解錳,加入鹽酸溶液(1+1)10mL,微熱溶解,冷卻后移入200mL容量瓶中,補加鹽酸溶液(1+1)5mL,用水稀釋至標線,搖勻;Nb標準溶液:1.00mg/mL,稱取0.2500g純鈮于聚四氟乙烯燒杯,加入5mL氫氟酸,低溫溶解并滴加硝酸,冷卻后移入250mL聚四氟乙烯容量瓶中,補加氫氟酸5mL,用水稀釋至標線,搖勻;銅溶液的配制:10.0mg/mL,稱取2.00g純銅,加入硝酸溶液(1+1)40mL,加熱溶解,冷卻后移入200mL容量瓶中,用水稀釋至標線,搖勻;鎳溶液的配制:10.0mg/mL,稱取2.00g純鎳,加入硝酸溶液(1+1)40mL,加熱溶解,冷卻后移入200mL容量瓶中,用水稀釋至標線,搖勻;釔內標溶液:0.2mg/mL,稱取0.2540g氧化釔,加入鹽酸40mL,低溫溶解,冷卻后移入1000mL容量瓶中,補加鹽酸60mL,用水稀釋至標線,搖勻;實驗所用試劑均為優(yōu)級純,實驗用水為二次蒸餾水,標準溶液使用時根據所需濃度按照配制1.00mg/mL標準溶液的酸度加以稀釋。
1.2儀器工作條件
高頻頻率:40.68MHz;入射功率:1.05kW;反射功率:低于10W;護套氣流量:0.2L/min;入射狹縫:20μm;出射狹縫:80μm;冷卻氣流量:15L/min;分析線:Cr283.563nm,F(xiàn)e259.940nm,Mn257.610nm,Nb316.340nm;內標線:Y371.030nm。
1.3實驗方法
1.3.1樣品制備
準確稱取0.1000g樣品于150mL燒杯中,加入硝酸10mL,鹽酸5mL,加熱至樣品溶解,取下冷卻后加入硫酸溶液(1+1)10mL、磷酸5mL冒煙,
冷卻,加水溶解鹽類,冷卻后移入預先準確加入含有0.40mgY內標溶液的100mL容量瓶中,用水稀釋至標線,搖勻。
1.3.2標準工作曲線的繪制
根據鎳銅合金中各元素的含量范圍,配制系列標準溶液。在數(shù)只100mL容量瓶中分別加入Cr,F(xiàn)e,Mn,Nb標準溶液,使各瓶中Cr,F(xiàn)e,Mn,Nb標準溶液濃度如表1所示,加入與樣品相同量的酸,用水稀釋至標線,搖勻,與樣品同時測量。其中,S0~S5均以Ni65%,Cu30%打底;另配曲線S0'~S5',以純水配制,各元素含量與對應的S0~S5相同。
2結果與討論
2.1合金中基體與共存元素間的干擾試驗
2.1.1合金中試劑、基體與共存元素間的譜線干擾分別對體積分數(shù)為10%的硝酸溶液,5%的鹽酸溶液,5%的磷酸溶液,5%的硫酸溶液,2%的Y溶液和65mg/mLNi,30mg/mLCu,4mg/mLSi,2mg/mLFe,1mg/mLMn,0.1mg/mL及1mg/mLCr的測試溶液在分析元素3~5條分析譜線中心波長附近的0.1842nm窗口范圍內進行掃描,獲得試劑溶液、干擾元素及分析元素光譜掃描譜圖,對譜圖進行疊加、放大,得到干擾元素在分析譜線附近的干擾情況。根據光譜干擾情況,選擇分析譜線Cr283.563nm,F(xiàn)e259.940nm,Mn257.610nm和Nb316.340nm對鎳銅合金中元素進行分析時,試劑及基體對分析元素沒有顯著的光譜干擾。
2.1.2不同基體配制的標準溶液比較
以S0'和S5'繪制工作曲線,測定S0~S5中各元素的含量,結果見表2。從表2中數(shù)據可進一步證實基體對測量元素無干擾。
2.2內標用量
稱取樣品6份,每份均加入Cr0.5mg,Nb0.5mg,分別加入釔內標溶液0.00,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00mL,在相同的測量條件下,測得各元素和內標元素譜線強度比的相對標準偏差見表3。由表3可知,無內標元素時測定結果的相對標準偏差較大,內標元素Y的加入使測量結果更加穩(wěn)定、可靠,但是其發(fā)揮的作用與其用量并非成正比,當內標加入量達到一定值時,增加內標用量對測定結果影響不大。結合本次實驗數(shù)據,選定釔內標溶液的用量為2.00mL。
2.3線性方程及相關系數(shù)
在確定的儀器工作條件下,用S0~S5系列標準溶液建立工作曲線,曲線線性方程、線性范圍與相關系數(shù)見表4。由表4可知,分析元素在工作曲線線性范圍內線性良好。
2.4加標回收試驗和精密度試驗
在確定的工作條件下,根據常見鎳銅合金中分析元素的含量范圍,選擇鎳銅合金標準樣品(C56)進行精密度試驗,結果見表5。鎳銅合金中Fe,Mn元素屬于常量元素,故對實際樣品中的Cr,Nb元素進行加標回收試驗,結果見表6。
表5和表6數(shù)據表明,用此方法測得的鎳銅合金中Fe,Mn,Cr,Nb及其合成樣品中的Cr,Nb元素含量,平均值與標準值基本一致,回收率為95.0%~103.4%,測得結果的相對標準偏差均小于5%,表明測量準確度和精密度均較高。
3結語
采用ICP–AES法測定鎳銅合金中的Cr,F(xiàn)e,Mn,Nb含量,通過光譜干擾試驗確定*佳分析線,該方法測量準確度和精密度較高,能滿足日常測試需要。
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