本发明涉及冶金分析技术领域，具体而言，涉及一种测定镧、铈、镨、钕和钐的含量的方法。
背景技术
钢铁中稀土测定方法已经有大量的报道，但是要准确测定钢铁中单一稀土含量是比较困难的，目前国际、国内尚未形成测量钢中稀土分量的检测标准。由于稀土元素本身的特性，稀土在钢中的残留量非常低，属于痕量元素，这给准确测定稀土含量带来较大困难。传统的化学方法测定稀土需要进行稀土元素的富集，过程繁杂且只能测定稀土总量不能分别测出各元素的含量。也有利用树脂分离电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp-aes)测定稀士分量的方法，但分离方法繁琐、测定周期较长，稀土含量较低时电感耦合等离子体原子发射光(icp-aes)灵敏度相对电感耦合等离子体质谱要低，测定准确度难以保证，且稀土元素的谱线干扰比较严重，给测定分量带来一定困难。
合金钢添加了各种合金元素如硅、锰、铬、镍、钼、钒等及某些非金属元素如硼、氮等，并采取适当的工艺措施，便可获得分别具有较高的强度、韧性、耐腐蚀性、耐低温耐高温性等特殊性能。合金元素的添加对于钢铁用作工业各个领域用钢具有重要意义。对合金钢中的各元素进行检测时需要使试样充分溶解后测定。由于含有多种合金化元素，一些品种的合金钢采取普通的试样溶解方法溶样困难，无法快速溶解。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
有鉴于此，本发明的技术方案提供了一种测定镧、铈、镨、钕和钐的含量的方法，用于合金钢，包括：称取合金钢样品，将合金钢样品于微波消解罐中，加入10ml预先配制好的盐硝混酸，室温放置10分钟，盖上密封盖后装入消解外罐中，一起装入保护杯中，固定在消解转子上，旋紧泄气螺杆后放入微波消解仪中，按照预设反应条件进行微波消解。消解完成后取出消解罐，将消解液转移至100ml容量瓶中，形成待测溶液；配置多个镧含量分别为10μg/ml、1μg/ml、0.1μg/ml、0.01μg/ml的溶液10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度形成镧混合标准溶液；配置多个铈含量分别为1μg/ml、0.1μg/ml、0.01μg/ml的溶液10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度形成铈混合标准溶液；配置多个镨含量分别为1μg/ml、0.1μg/ml、0.01μg/ml的溶液10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度形成镨混合标准溶液；配置多个钕含量分别为1μg/ml、0.1μg/ml、0.01μg/ml的溶液10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度形成钕混合标准溶液；配置多个钐含量分别为1μg/ml、0.1μg/ml、0.01μg/ml的溶液10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度形成钐混合标准溶液；配置铁基体溶液100mg/ml；分别移取0.01μg/ml、0.1μg/ml和1μg/ml的镧、铈、镨、钕、钐混合标准溶液0.00ml，5.00ml，10.00ml，20.00ml于100ml塑料容量瓶中，分别加入10.00ml铁基体溶液，加入3ml盐酸(ρ1.19g/ml)和2ml硝酸(ρ1.42g/ml)，用水稀释至刻度，混匀，形成测定镧、铈、镨、钕、钐的校准曲线标准溶液，采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定校准曲线标准溶液中的镧、铈、镨、钕、钐含量，并分别绘制成镧、铈、镨、钕、钐校准曲线；采用感耦合等离子体原子发射光谱法测定待测溶液中的镧、铈、镨、钕、钐含量，并结合镧、铈、镨、钕、钐校准曲线得到镧、铈、镨、钕、钐的含量。
进一步地，预设反应条件为：消解温度上限240℃，消解压力60bar，消解升压15min，升压速度0.3bar/s，保持20min，冷却15min。
相对于现有技术，本发明提供的测定镧、铈、镨、钕和钐的含量的方法具有以下优点：
采用本方法测定合金钢中稀土元素镧、铈、镨、钕、钐分量快速、准确。通过采用微波消解溶样方法，能够迅速使试样完全溶解，操作流程简单，方法易掌握。可以同时分析镧、铈、镨、钕、钐等多元素含量，相比于化学法的使用大大缩短了操作流程，节约了药品，减少了人力支出，提高了生产效率。建立了新的仪器分析方法，可以大大降低测定下限，同时采用质谱仪测定避免了谱线的重叠，提高了测定的准确度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述方面、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
根据本发明的一个实施例的测定镧、铈、镨、钕和钐的含量的方法，包括：
1试剂及材料
1.1盐酸：(ρ1.19g/ml)
1.2硝酸：(ρ1.42g/ml)
1.3盐硝混酸：盐酸、硝酸和水以1:1:3的比例混合。
1.4高纯铁：光谱纯
1.5la标准储备液，1000μg/ml(介质10％hcl)，国家标准溶液
1.6ce标准储备液，1000μg/ml(介质10％hno3)，国家标准溶液
1.7pr标准储备液，1000μg/ml(介质10％hcl)，国家标准溶液
1.8nd标准储备液，1000μg/ml(介质10％hcl)，国家标准溶液
1.9sm标准储备液，1000μg/ml(介质10％hcl)，国家标准溶液
1.10la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液，10μg/ml：分别取la(1000μg/ml)、ce(1000μg/ml)、pr(1000μg/ml)、nd(1000μg/ml)、sm(1000μg/ml)标准储备液10ml于1000ml容量瓶中，加100ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度，混匀。
1.11la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液，1μg/ml：la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液，(10μg/ml)10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度，混匀。
1.12la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液，0.1μg/ml：la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液(1μg/ml)10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度，混匀。
1.13la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液，0.01μg/ml：
分别取la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液(0.1μg/ml)10ml于100ml容量瓶中，加10ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度，混匀。
1.14铁基体溶液100mg/ml
称取1g高纯铁(精确到0.01mg)并转移至250ml烧杯中，加入20ml超纯水，然后加入10ml盐酸(ρ1.19g/ml)和5ml硝酸(ρ1.42g/ml)。低温加热溶解，待完全溶解后，冷却，转移至100ml容量瓶中，用超纯水稀释至刻度，混匀。
1.15铯标准储备液，1000μg/ml(介质5％hno3)，国家标准溶液
1.16铯标准溶液，1.0μg/ml(介质5％hno3)：吸取1ml铯标准储备液(1.0μg/ml)于1000ml容量瓶中，加入50ml盐酸(ρ1.19g/ml)以水稀释至刻度，混匀。
1.17超纯水
1.18质谱仪清洗溶液：在500ml塑料瓶中注入约400ml超纯水，然后加入20ml盐酸(ρ1.19g/ml)、10ml硝酸(ρ1.42g/ml)，并加入超纯水至500ml。
2分析步骤
2.1试样量
称取试样0.1000g
2.2空白试验
随同试样做空白试验。
2.3测定
样品于微波消解罐中，加入10ml预先配制好的盐硝混酸，室温放置10分钟，盖上密封盖后装入消解外罐中，一起装入保护杯中，固定在消解转子上，旋紧泄气螺杆后放入微波消解仪中，设定反应条件并进行微波消解，消解温度上限240℃，消解压力60bar，消解升压15min，升压速度0.3bar/s，保持20min，冷却15min。消解完成后取出消解罐，将消解液转移至100ml容量瓶中，定容后形成待测溶液。
用10ppm的铯为内标，采取在线加入方式加入。
3校准曲线的绘制:
标准系列溶液一：分别移取la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液(0.01μg/ml)0.00ml，5.00ml，10.00ml，20.00ml，la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液(0.1μg/ml)5.00ml，10.00ml，于6个100ml塑料容量瓶中，各加入10.00ml(4.1.3.13)铁基体溶液(100mg/ml)，加入3ml盐酸(ρ1.19g/ml)和2ml硝酸(ρ1.42g/ml)，用水稀释至刻度，混匀。
标准系列溶液二：分别移取la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液(0.1μg/ml)0.00ml，10.00ml，20.00ml，5.00ml，la、ce、pr、nd、sm混合标准溶液(1μg/ml)10.00ml，20.00ml，5.00ml，于7个100ml塑料容量瓶中，各加入10.00ml(4.1.3.13)铁基体溶液(100mg/ml)，加入3ml盐酸(ρ1.19g/ml)和2ml硝酸(ρ1.42g/ml)，用水稀释至刻度，混匀。
采用电感耦合等离子体质谱仪测定所述校准曲线标准溶液中的镧、铈、镨、钕、钐含量，并分别绘制成镧、铈、镨、钕、钐校准曲线；其中，电感耦合等离子体质谱仪的设定参数如表1所示，然后采用电感耦合等离子体质谱仪测定所述待测溶液中的镧、铈、镨、钕、钐含量，并结合所述镧、铈、镨、钕、钐校准曲线得到镧、铈、镨、钕、钐的含量。
表1
3.方法准确度
采用本实施例的方法测试稀土中镧、铈、镨、钕和钐的含量的准确度见表2。
表2
本实施例的方法的测定结果与标准物质给定参考值之间差值较小，说明本实施例的方法具有较高的准确度，能够准确地测定试样中各稀土元素的含量。
采用本实施例的方法测定合金钢中稀土元素镧、铈、镨、钕、钐分量快速、准确。通过采用微波消解溶样方法，能够迅速使试样完全溶解，操作流程简单，方法易掌握。可以同时分析镧、铈、镨、钕、钐等多元素含量，相比于化学法的使用大大缩短了操作流程，节约了药品，减少了人力支出，提高了生产效率。建立了新的仪器分析方法，可以大大降低测定下限，同时采用质谱仪测定避免了谱线的重叠，提高了测定的准确度。
以上说明了本发明的技术方案，通过本发明的技术方案，测定合金钢中稀土元素镧、铈、镨、钕、钐分量快速、准确。通过采用微波消解溶样方法，能够迅速使试样完全溶解，操作流程简单，方法易掌握。可以同时分析镧、铈、镨、钕、钐等多元素含量，相比于化学法的使用大大缩短了操作流程，节约了药品，减少了人力支出，提高了生产效率。建立了新的仪器分析方法，可以大大降低测定下限，同时采用质谱仪测定避免了谱线的重叠，提高了测定的准确度。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。