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ICP法測試Fe基高溫合金中的非基體成分
閱讀：827 發布時間：2021-10-281 儀器介紹 1.1 PQ9000：高分辨率電感耦合等離子體發射光譜儀，蔡司技術光學系統，棱鏡、中階梯光 柵兩級色散，光學分辨率 0.003nm，波長范圍 160～900nm，波長準確度 0.0004nm。垂直 炬管，雙向觀測，氬氣反吹消除尾焰，尾焰消除*。軸向、軸向擴展、側向、側向擴 展 4 種測量方式，適合各類（有機、高鹽）樣品分析，滿足不同濃度的同時測量。高量 子效率和紫外高靈敏度的新一代 CCD 檢測器，像素分辨率 0.002nm，同時記錄元素線與 其直接光譜環境，自動扣除背景。自激式、40.68MHz、0.7～1.7KW 功率可調射頻發生 器，各路氣體均用質量流量控制器（MFC）控制，等離子體強勁穩定。吹掃光室、檢測 器用氬氣又到等離子體使用，既能持續吹掃，提高靈敏度，又不額外消耗氬氣，運行成 體低。組合式炬管，卡擦式定位，操作方便。儀器無需預熱，開機即測。 1.2 TOPwave 微波消解儀：12 罐。
2.2 試劑和材料 2.2.1 硝酸、鹽酸為高純，氫氟酸為優級純，水為一級，氬氣為高純。 2.2.2 P、S、B、Si、Ni、Mn、Cr、Mo、W、Nb 單一標準儲備溶液：1000 mg/L，市售。 2.2.3 Fe 標準溶液：10000mg/L，市售。 2.2.4 混合標準系列溶液：
2.2.5 鐵基高溫合金標準物質，編號為 GH131。 2.3 樣品分解 2.3.1 常壓消解法：平行稱取試樣兩份——0.1002g（S1）、0.1006g（S2），分別置于兩只 50mL 聚四氟乙烯燒杯中，加入 10.0 mL 王水和 0.5 mL 氫氟酸，置電爐上低溫加熱溶 解，溶解*后取下燒杯，冷卻后分別定容于 100mL 塑料容量瓶中，搖勻。同時做空 白試驗。 2.3.2 微波消解法：當常壓消解法測試的 Si、S 含量偏低后，又稱取試樣 0.1003g（S3）于 PM60 微波消解罐中，加入 8.0mL 王水和 0.5mL 氫氟酸，蓋好蓋后，在 TOPwave 微波消 解儀內于 120、180 和 200℃共分解 40min，冷卻后直接定容于 100 mL 塑料容量瓶中，搖 勻。
3.5 討論 （1）從測試數據看： ——本次測試稱了 3 個平行樣，分為兩種消解方法。10 個元素有 9 個元素用了 2 條分析 線。但無論 3 個平行樣之間（除 S、Si 外），還是同一元素的不同譜線之間都平行，結果非常一致。充分證明了分析線無干擾，檢測結果準確可靠。 ——對照標準定值，更證明了上述的判斷。除含量極低的 B（0.0015%）與主量元素 Ni （27.75%）、Cr（20.94%）外，測定值與標準定值偏差極小，該標準物質雖未給出 不確定度（標準偏差），但根據分析化學的誤差推斷，都應該在誤差范圍內。 ——經基體匹配的標準曲線，除低濃度（0.01～0.1μg/mL）的 P、S、B 外，RSD≤ 1.1%；3 個平行樣的 57 個數據中，除低濃度的 P、S 外， RSD≤1.5%；校正曲線 的線性擬合系數 R=0.999～0.99998；這些充分說明了分析的精密度和儀器的穩定 性。 ——3.4 樣品的測試峰圖顯示，雖然 Fe 是富線元素，Fe 基合金是復雜樣品，但所用分 析線均無光譜干擾，這是導致準確度好、RSD 小、可選譜線多、背景等效濃度 低、靈敏度高、同一元素不同譜線之間結果非常一致的根本原因。如 P 213.6182 nm 和 B 249.6778nm 都在強 Fe 峰帶的旁邊，在分辨率低的儀器上是不能用的，但 PQ9000能測得很好。有力證實了高分辨率光譜儀在復雜樣品分析中的優勢。否則 Nb、Mo、W、Si 等很難分解和穩定。如此就必須用耐氫氟酸的進樣系統。比較 S1、S2 與 S3 的 Si、S 測定結果，證明用含有氫氟酸的混合酸進行常壓加熱溶樣，則 Si、S 必有揮發損失，而密閉微波消解法則不會。 （3）對主含量成分（Ni、Cr）的測定，用同類有定值的標準物質作校正曲線比用人工 配制的校正曲線，能測得更準。因為一 可消除方法的定值誤差，20%～30%含量的主體 成分通常是不會用 OES 法來定值的，而是用容量法、X-螢光法等來分析定值；二 人工 配制高濃度的校正曲線比用標準物質（與樣品一同）分解配制的校正曲線誤差大。校正 曲線可以單點，也可不同重量相同體積的多點；三 基體嚴格匹配；四不同型號的 Fe 基 合金或不銹鋼的國家標準物質較多較齊全。當然低含量和微量成分也能一同測準。 （4）測定如此低含量的 B，優級純的氫氟酸是不夠格的，因為氫氟酸的含 B 較高，加入量 又是樣品的數倍，結果必然偏高。