一種測定鋼中痕量鈣的方法
2023-05-31 22:19:36 1
專利名稱：：一種測定鋼中痕量鈣的方法
技術領域：
：本發明涉及一種鋼的測定方法，具體地說是一種測定鋼中痕量鈣的方法。
背景技術：
：鈣在鋼中的含量甚微，但卻能起到十分微妙的作用。鋼中添加鈣後，一方面降低了鋼的脆性，提高了鋼的延性、韌性、抗疲勞性和提高鋼的切削加工性能。另一方面，鈣與溶於鋼中的夾雜物中的氧反應，降低鋼中硫化物的溶解度，使其在鋼液的凝固初期析出，呈球狀，降低了對鋼的力學性能影響。基於鋼中加入鈣後的這些優點，現在新鋼種的研究也更重視鋼中鈣的準確測量。目前，鋼鐵樣品中的痕量鈣的測定主要採用ICP-AES法。採用ICP-AES法測量鋼鐵樣品中痕量鈣時，影響測量結果的主要因素是空白問題，測量環境、水中、試劑中的含鈣量等直接影響測量結果。如何控制測量過程中鈣的空白問題，是準確測量鋼鐵樣品中鈣的關鍵。目前，鋼鐵樣品中的痕量鈣元素的測定主要採用直接加酸溶解樣品，再用電感耦合等離子體原子發射光譜法(ICP-AES法)測量的方法。這種方法測量時，試劑的用量較大，而所用試劑、溶劑(一般都是水)乃至工作環境(空氣、牆面塗料、粉塵)中均含有一定量的鈣，直接導致了測量過程的空白值較高，樣品中痕量鈣的測量結果不穩定，導致了測量結果的不確定性，不能準確的測量鋼中痕量鈣。微波消解溶樣技術是一種新型的樣品前處理技術，因具有樣品分解完全、快速、試劑用量少、空白低等優點，已逐漸被分析化學界人士認可和廣泛的應用。
發明內容本發明的目的就是針對電感耦合等離子體原子發射光譜測量方法的缺陷，提供一種新的測定鋼中痕量鈣的方法，它能夠準確測量鋼鐵樣品中的痕量鈣。本發明的技術方案是這樣實現的它是將微波消解溶樣法和電感耦合等離子體原子發射光譜儀相結合以測定鋼中痕量鈣的方法，它包括以下步驟(1)、將樣品置入微波消解儀的消解罐中，加入酸進行溶解，反應平靜後進行消解；(2)、將經過微波消解的樣品溶液冷卻後定容於容量瓶中；(3)、配製不同濃度鈣的標準溶液，加入與前處理樣品一致的酸，定容至相同大小的容量瓶中；(4)、在電感耦合等離子體原子發射光譜儀中分別測定不同濃度鈣的標準溶液中的鈣的譜線強度，以元素鈣的濃度為橫坐標，譜線強度為縱坐標，繪製工作曲線；(5)、在步驟(4)相同條件下，測定樣品溶液中鈣的譜線強度，根據工作曲線計算出樣品中鈣元素體積濃度。試樣中鈣的百分含量按下式計算x=~^-^x1000/0wxlx10式中x-試樣中鈣的含量，單位％;c-試樣溶液中鈣的含量，單位毫克每毫升；F-試樣溶液的體積，單位毫升；m-每份試樣稱取樣品的質量，單位克。本發明中所述的消解包括升溫、消解、再消解、保溫四個階段；表l光譜儀的工作條件功率(w)霧化器壓力(kPa)蠕動泵轉速(ml/min)塔^^短波積分時間(s)清洗時間(s)等離子體氣輔助氣流量流速(Lmin—')(L.min-l)1150165.42.221010150.250.4其中所述的微波消解的工作條件如下:tableseeoriginaldocumentpage6在電感耦合等離子體原子發射光譜儀測量過程中，選擇393.37nm譜線作為測量譜線，採用純標準溶液建立的工作曲線進行測量。測量時，譜線的測量寬度選擇兩個譜線寬度，背景扣除方式採用左1右14。本發明採用微波消解溶樣技術對鋼鐵樣品進行預處理，並且與電感耦合等離子體原子發射光譜儀測量法聯用，能夠準確測量鋼鐵樣品中的痕量鈣。本發明採用微波消解技術預處理樣品時，試劑用量相比常規溶樣技術減少了50%以上，大大減少了化學試劑對環境的汙染。同時因溶解樣品在密閉的容器中，避免了工作環境對樣品的汙染問題，大大降低了測量空白。採用本發明的測量結果的回收率在97.3%—104Q%之間，同時採用本發明測量已有標準值的國內外的標準樣品，測量值與標準值具有很好的一致性，說明該發明的測量結果準確、可靠。圖l為本發明的工作曲線圖具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步說明實施例11使用儀器IRISAdvantage全譜直讀等離子體發射光譜儀(美國熱電公司)；微波消解系統，MILESTONEETHOSTC型高壓微波消解爐(義大利)；2.使用試劑所用試劑均採用優級純；LOO0mg/mLCa標準工作溶液採用碳酸鈣(99.99%)配製。測定時用王水逐級稀釋成f丐濃度為0.0ug/mL、0.1ug/Ml、0.2ug/mL、0.5ug/mL、l.Oug/mL的標準工作溶液。3.校準曲線繪製使用鈣的標準工作溶液，在表1儀器工作條件下測定，計算機自動繪製校準曲線，見圖l。表l光譜儀的工作條件tableseeoriginaldocumentpage74.樣品測定稱取0.5000g樣品，置於聚四氟乙烯高壓消解罐中，加入少量的水，加入5mL王水，待反應平靜後，放入微波消解爐內，按照表2設定的程序進行微波消解。冷卻後，定容於50mL容量瓶中。在等離子體發射光譜儀上，按照表1的工作條件進行測量。測量結果見表3。tableseeoriginaldocumentpage8實驗結果分析測試中溶液濃度為微克每毫升(ug/mL)，計算時保留小數點後2位有效數字，根據表4中的空白溶液的3倍標準偏差，折算成樣品中鈣的檢出限為0.17ng/g。回收試驗在樣品中加入一定量的鈣標準溶液，按樣品分析步驟操作，進行回收試驗，測量結果見表5。表5回收試驗測量結果tableseeoriginaldocumentpage9實驗結果樣品的回收率在97.3%—104%之間，滿足檢測需要。準確度試驗選擇了上海鋼鐵研究所生產的標準樣品X—70—l和X—70—2、上海埃龍科技有限公司生產的標準樣品管線鋼、武鋼技術中心生產的兩點含鈣低合金鋼、北京鋼鐵研究總院生產的標準樣品150820(中低合金鋼)以及太鋼生產的鐵基GBW01402d(鈣含量0.0017%)，按本方法重複測量10次，測量結果見表6。表6tableseeoriginaldocumentpage9實驗結果對國內生產的四個標準樣品進行了測量，測量的平均值與標準值之間具有很好的一致值，並且測量的RSD〈2X，測量誤差小。結論本發明方法操作比較簡單、快速、空白低，測量結果的回收率在97.3。％—104%之間。採用此方法測量標準樣品，測量值與標準值具有很好的一致性，測量結果準確、可靠。權利要求1、一種測定鋼中痕量鈣的方法，它是將微波消解溶樣法和電感耦合等離子體原子發射光譜儀相結合以測定鋼中痕量鈣的方法，它包括以下步驟(1)、將樣品置入微波消解儀的消解罐中，加入酸進行溶解，溶解完後進行消解；(2)、將經過微波消解的樣品溶液進行冷卻後定容於容量瓶中；(3)、配製不同濃度鈣的標準溶液，加入與前處理樣品一致的酸，定容至相同大小的容量瓶中；(4)、在電感耦合等離子體原子發射光譜儀中分別測定不同濃度鈣的標準溶液中的鈣的譜線強度，以元素鈣的濃度為橫坐標，譜線強度為縱坐標，繪製工作曲線；(5)、在步驟(4)相同條件下，測定樣品溶液中鈣的譜線強度，根據工作曲線計算出樣品中鈣元素體積濃度。2、根據權利要求1所述的一種測定鋼中痕量鈣的方法，它包括下述步驟試樣中鈣的百分含量按下式計算cx廠formulaseeoriginaldocumentpage2式中x-試樣中鈣的含量，單位％;c-試樣溶液中鈣的含量，單位毫克每毫升；r-試樣溶液的體積，單位毫升；附-每份試樣稱取樣品的質量，單位克。3、根據權利要求1所述的一種測定鋼中痕量鈣的方法，其中所述的消解包括升溫、消解、再消解、保溫四個階段。4、根據權利要求1所述的一種測定鋼中痕量鈣的方法，其中所述的微波消解的工作條件如下歩驟tableseeoriginaldocumentpage35、根據權利要求1所述的一種測定鋼中痕量鈣的方法，其中在電感耦合等離子體原子發射光譜儀測量過程中，選擇393.37nm譜線作為測量譜線，採用純標準溶液建立的工作曲線進行測量。全文摘要本發明涉及一種測定鋼中痕量鈣的方法。它是將微波消解溶樣法和電感耦合等離子體原子發射光譜儀相結合以測定鋼中痕量鈣的方法，它包括以下步驟將經過微波消解的樣品溶液進行冷卻後定容於容量瓶中；配製不同濃度鈣的標準溶液，加入與前處理樣品一致的酸，定容至相同大小的容量瓶中；在電感耦合等離子體原子發射光譜儀中分別測定不同濃度鈣的標準溶液中的鈣的譜線強度，以元素鈣的濃度為橫坐標，譜線強度為縱坐標，繪製工作曲線；在與上述步驟相同條件下，測定樣品溶液中鈣的譜線強度，根據工作曲線計算出樣品中鈣元素體積濃度。本發明方法操作比較簡單、快速，測量結果準確、可靠。文檔編號G01N1/44GK101315334SQ20081004842公開日2008年12月3日申請日期2008年7月17日優先權日2008年7月17日發明者張春蘭,張穗忠,傑李,潔李,豔楊,程運娥,暉賈,陳士華申請人:武漢鋼鐵(集團)公司