(天津市理化分析中心、天津市半導體技術(shù)研究所,天津 300051)
焊劑根據(jù)制作工藝不同分為熔煉和燒結(jié)兩種,是焊接領(lǐng)域中埋弧焊接的必備焊材。焊劑中尤以磷、硫兩種元素含量指標最為重要?,F(xiàn)今國內(nèi)對焊劑中磷元素的檢驗指定方法為鉬藍光度法JB/T7948.8-1999[1],該方法過程繁瑣,操作復雜。本文采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)[2~4]測定焊劑中的磷元素,對試樣溶解方法,元素分析譜線以及加標回收、檢出限實驗進行研究,確定儀器最佳工作條件;樣品分析結(jié)果與鉬藍光度法對比準確。
儀器名稱:電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES);型號:Prodigy High Dispersion ICP型,生產(chǎn)廠家:美國利曼公司。
工作參數(shù):高頻發(fā)射功率1100W,&冷卻氣流量20LPM,輔助氣流量0.4 LPM,霧化氣流量30PSI,樣品提升量1.5mL/min,樣品沖洗時間30s,積分時間30s,觀測方式徑向Radial,測樣次數(shù)4次。
分析操作使用分析純試劑和二次蒸餾水,試劑取用均取自同一瓶。
硝酸(ρ=1.42 g/mL),鹽酸(ρ=1.19 g/mL)
1.3.1 標準貯備液
均來自國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院。C(P)=1000μg/mL
1.3.2 工作標準溶液質(zhì)量濃度
由磷標準貯備液,按比例逐級稀釋配制成磷元素標準工作曲線(見表1),酸度為鹽酸1+9。
表1 磷元素標準工作曲線(μg/mL)
稱取試樣0.5000g,稱準至0.0001g,于300mL三角瓶中,加入少量水潤濕樣品,加入20mL鹽酸低溫加熱30min,再加入1mL硝酸煮沸,冷卻,以水定容于100mL容量瓶中,混勻。隨同試料作試劑空白。待電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀穩(wěn)定后,使用儀器中檢測。
由于焊劑中磷元素含量較低,在選擇背景、共存元素干擾小的前提下,靈敏度應(yīng)盡量較高。再通過對 213.618nm、214.914nm、178.283nm 三條譜線1.0μg/mL基體對比實驗后,本實驗選擇213.618nm作為工作譜線。
焊劑是由鋁礬土、鎂砂等多種材料混合制作而成,鹽酸-硝酸溶解樣品不足以使鋁等基體元素溶出,消解后的溶液基體很少,再通過對213.618nm處磷元素(1.0μg/mL)基體實驗,表明該溶液對213.618nm譜線,干擾很小,基本可以忽略。
根據(jù)ICP—AES線性范圍及實際樣品中磷元素含量范圍,按照表1制作標準工作曲線,曲線的線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)為0.9999,并使用此工作曲線檢測。
最佳譜線線性范圍以保證最好線性擬合,研究了各主體元素對磷元素的背景干擾程度,確定了磷元素的扣背景位置,消除了主體元素引起的連續(xù)背景干擾。
應(yīng)用稀釋標準工作溶液系列,建立工作曲線,按照檢出限測定方法測定方法空白13次,并計算出磷元素的檢出限,見表2。
表2 磷元素背景校正和方法檢出限(n=13)
于同批樣品中加入10.00mL磷標準溶液(C(P)=10.00μg/mL),隨同樣品處理,測定其回收率?;厥章示?6.0%~98.0%之間,標準偏差均小于0.8%。測定結(jié)果見表3。
表3 磷元素回收率(n=4)
選取3種不同牌號焊劑,電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)與鉬藍光度法測定磷量(JB/T7948.8-1999)結(jié)果比較,見表4。
表4 兩種方法結(jié)果比較(n=4)
實驗證明電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)比較鉬藍光度法測定磷量(JB/T7948.8-1999)在測定焊劑中磷元素中的含量更為快速、準確、有效
[1]中華人民共和國機械行業(yè)標準JB/T7948.8-1999熔煉焊劑化學分析方法,鉬藍光度法測定磷量.
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