本发明涉及硅含量测定的技术领域，尤其涉及一种锆铝粉中杂质硅含量的测定方法及其应用。
背景技术
微波三极管和微波四极管是基于静电控制原理的微波电子管。包括灯塔管、盘封管、铅笔管、超高频发射管、平板三极管和钛陶瓷三极管等，常用的工作频率范围为300～16000兆赫。
微波三、四极管一般可以工作到3000兆赫以上的频率，连续波功率在瓦级到几十瓦，脉冲功率从几百瓦到数千瓦量级。它们广泛地应用于通信、导航、信标、引信、遥测、测高计和微波信号源等无线电仪器设备中。大功率微波三、四极管具有增益高、功率容量大的特点，在分米波段连续波功率可达数十千瓦，脉冲功率可达兆瓦量级，广泛应用于电视、雷达和加速器等工程。
吸气剂是指能有效地吸着某些(种)气体分子的制剂或装置的通称，用来获得或维持真空以及纯化气体等。吸气剂有粉状、碟状、带状、管状、环状、杯状等多种形式。在每一只微波三、四级管中都安装有多个吸气剂，用来维持管内的真空度，为管子创造了良好的工作环境，稳定管子的特性参量，对管子的性能及使用寿命有重要的影响。
在很多微波三、四级管中常常采用锆铝粉压制烧结而成的多孔结构作为管内的吸气剂。微波三、四级管中使用的锆铝粉对杂质的含量要求较高，含有过多杂质的锆铝粉烧结而成的多孔结构吸气效果较差，影响管子的性能，而硅杂质是锆铝粉中主要杂质之一，微波三、四级管中使用的锆铝粉中杂质化学成分(％)含量要求如下：铁≤0.15，硅≤0.01，铜≤0.01，锌≤0.01，挥发性物质≤2％。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种锆铝粉中硅含量的测定方法及其应用，采用该测定方法能够灵敏准确地检测出锆铝粉中的硅含量，操作简单，成本低廉，将该检测方法应用到微波三、四级管中对锆铝粉吸气剂的检测应用，在微波管化学处理车间便可完成，有效检测硅杂质的含量，从而保证微波三、四级管的性能。
本发明提出的一种锆铝粉中杂质硅含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
s1、去除锆铝粉中的挥发性有机物，得到待测试样；
s2、将待测试样中的硅元素转化成可溶性硅酸盐，用钼酸铵与所述可溶性硅酸盐络合生产硅钼杂多酸络合物，制备得到比色测试溶液；
s3、制备对比空白溶液；
s4、用光度计分别对比色测试溶液和对比空白溶液测定及计算得到硅含量的百分比。
作为优选，步骤s2的具体过程如下：将所述待测试样溶解于氢氧化钠溶液中，待反应结束后加入盐酸进行酸化并不断搅拌，所述盐酸的添加量为能中和所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的所需量的1.1-2倍，待所述待测试样完全溶解于经酸化的溶液后，随即加入高锰酸钾溶液得到混合溶液，所述高锰酸钾溶液的添加量至所述混合溶液呈粉红色，且粉红色稳定保持时间大于或等于一分钟，随即加热所述混合溶液至粉红色改变为止，若粉红色能保持很久，则加入1-2滴0.05n的草酸溶液，最后冷却得混合溶液体积为m，再将m体积的混合溶液用致密滤纸过滤得到可溶性硅酸盐溶液，取v体积的所述可溶性硅酸盐溶液依次加入定量的钼酸铵溶液和盐酸混合均匀得到含硅钼杂多酸络合物溶液，向含硅钼杂多酸络合物溶液中加水稀释成硅含量已知的标准溶液，即所述比色测试溶液，其中v≦m；
作为优选，步骤s3中对比空白溶液的制备过程与步骤s2中比色测试溶液制备过程一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程不添加所述钼酸铵溶液。
作为优选，初始过滤得到的20-100ml可溶性硅酸盐溶液倒弃不用。
作为优选，步骤s4的具体过程如下：取等体积的所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作受验溶液和参比溶液，在光度计上波长为430λ的单色滤光片测量溶液的黄色强度，硅含量的百分比按下列公式计算：
式中：a—由校准曲线找出的与1cm厚度层消光量相等的硅的含量(g)；
d—步骤s2中加入的所述待测试样重量(g)；
反复测量2-3次，取其平均值。
作为优选，步骤s1的具体过程如下：将锆铝粉末用四氯化碳过滤洗涤，洗涤完成后于80-100℃下干燥20-50分钟，得到待测试样。
一种锆铝粉中杂质硅含量的测定方法在微波三、四级管用吸气剂上的检测应用。
本发明技术方案具有如下有益效果：能够快速检测出铝粉中的硅含量，整个检测方法操作简单，且采用的检测方法和相关试剂反应迅速，现象明显易于观察和判断，由此保证了检测的准确度，能有效地检测出质量浓度低于0.01％的硅含量，从而为锆铝粉吸气剂的质量标准提供判断依据，将该该检测方法应用到微波三、四级管中对锆铝粉吸气剂的检测应用，有效检测硅杂质的含量，从而保证微波三、四级管的性能。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。本发明所用试剂均匀常规试验或市购所得。在本发明中，配置试剂及进行分析时都使用蒸馏水及化学纯试剂。
实施例1
一种锆铝粉中杂质硅含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
s1、将锆铝粉末用四氯化碳过滤洗涤，洗涤完成后于80℃下干燥50分钟，得到待测试样；
s2、将所述待测试样溶解于氢氧化钠溶液中，待反应结束后加入盐酸进行酸化并不断搅拌，所述盐酸的添加量为能中和所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的所需量的1.1倍，待所述待测试样完全溶解于经酸化的溶液后，随即加入高锰酸钾溶液得到混合溶液，所述高锰酸钾溶液的添加量至所述混合溶液呈粉红色，且粉红色稳定保持时间等于一分钟，随即加热所述混合溶液至粉红色改变为止，若粉红色能保持很久，则加入1滴0.05n的草酸溶液，最后冷却得混合溶液体积为m，再将m体积的混合溶液用致密滤纸过滤得到可溶性硅酸盐溶液，初始过滤得到的20ml可溶性硅酸盐溶液倒弃不用，取v体积的所述可溶性硅酸盐溶液依次加入定量的钼酸铵溶液和盐酸混合均匀得到含硅钼杂多酸络合物溶液，向含硅钼杂多酸络合物溶液中加水稀释成硅含量已知的标准溶液，即所述比色测试溶液，其中v≦m；
s3、对比空白溶液的制备过程与步骤s2中比色测试溶液制备过程一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程不添加所述钼酸铵溶液；
s4、取等体积的所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作受验溶液和参比溶液，在光度计上波长为430λ的单色滤光片测量溶液的黄色强度，硅含量的百分比按下列公式计算：
式中：a—由校准曲线找出的与1cm厚度层消光量相等的硅的含量(g)；
d—步骤s2中加入的所述待测试样重量(g)；
反复测量2-3次，取其平均值
对上述步骤s1、s2、s3和s4进行三次重复试验，分别计算得出三组硅含量为0.006％、0.004％和0.005％，取平均值得到实施例1中锆铝粉中硅含量为0.005％。
锆铝粉中杂质硅含量的测定方法在微波三、四级管用吸气剂上的检测应用，根据数据判断可知该锆铝吸气剂的硅含量合格。
实施例2：
一种锆铝粉中杂质硅含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
s1、将锆铝粉末用四氯化碳过滤洗涤，洗涤完成后于100℃下干燥20分钟，得到待测试样；
s2、将所述待测试样溶解于氢氧化钠溶液中，待反应结束后加入盐酸进行酸化并不断搅拌，所述盐酸的添加量为能中和所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的所需量的2倍，待所述待测试样完全溶解于经酸化的溶液后，随即加入高锰酸钾溶液得到混合溶液，所述高锰酸钾溶液的添加量至所述混合溶液呈粉红色，且粉红色稳定保持时间大于一分钟，随即加热所述混合溶液至粉红色改变为止，若粉红色能保持很久，则加入2滴0.05n的草酸溶液，最后冷却得混合溶液体积为m，再将m体积的混合溶液用致密滤纸过滤得到可溶性硅酸盐溶液，初始过滤得到的100ml可溶性硅酸盐溶液倒弃不用，取v体积的所述可溶性硅酸盐溶液依次加入定量的钼酸铵溶液和盐酸混合均匀得到含硅钼杂多酸络合物溶液，向含硅钼杂多酸络合物溶液中加水稀释成硅含量已知的标准溶液，即所述比色测试溶液，其中v≦m；
s3、对比空白溶液的制备过程与步骤s2中比色测试溶液制备过程一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程不添加所述钼酸铵溶液；
s4、取等体积的所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作受验溶液和参比溶液，在光度计上波长为430λ的单色滤光片测量溶液的黄色强度，硅含量的百分比按下列公式计算：
式中：a—由校准曲线找出的与1cm厚度层消光量相等的硅的含量(g)；
d—步骤s2中加入的所述待测试样重量(g)；
反复测量2-3次，取其平均值。
对上述步骤s1、s2、s3和s4进行三次重复试验，分别计算得出三组硅含量为0.023％、0.021％和0.025％，取平均值得到实施例2中锆铝粉中硅含量为0.023％。
锆铝粉中杂质硅含量的测定方法在微波三、四级管用吸气剂上的检测应用，根据数据判断可知该锆铝吸气剂的硅含量超标。
实施例3：
一种锆铝粉中杂质硅含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
s1、将粉末置于垫有多孔滤板的的漏斗或坩埚中，用四氯化碳冲洗4次，将漏斗或坩埚中的四氯化碳滤干净后，放入烘箱中，在90℃下烘烤30分钟取出，得到待测试样；
s2、将2g待测试样放入容积为500ml带盖的镍杯或坩埚中(放置在盛有冷水的容器内)，用量筒分批注入15％的氢氧化钠溶液共30ml，待急剧的反应停止后，用少量的水清洗杯壁并加热至粉末完全溶解为止，取出镍杯使之冷却，将冷却后的溶液移入容积为400ml装有55ml水的烧杯中，用热水刷洗镍杯及盖子，然后随之加入一定量的6n盐酸，同时用玻棒不断的搅拌，6n盐酸的注入量为中和30ml氢氧化钠溶液所需的毫升数(约37ml)，并过量加入8ml。加热酸化后的溶液搅拌至锆铝粉完全溶解，不待溶液冷却即加入几滴0.05n的高锰酸钾溶液使其呈现能稳定一分钟的粉红色，随即加热使此种颜色改变，随后在流水中冷却，然后注入到250ml的容量瓶中，加水至量瓶标记处并仔细搅拌，用纸浆制的致密滤纸将溶液滤入干燥的烧杯中，最初的50ml滤液倒弃不用,用移液管将50ml透明溶液从烧杯中移入容积为100ml的容量的瓶中，加入5ml，10％的钼酸铵溶液，再加入0.1n的盐酸稀释至刻度100，搅拌，得到所述比色测试溶液；
s3、对比空白溶液的制备过程与步骤s2中比色测试溶液制备过程一致，区别在于，进行空白试验所需的酸量为中和氢氧化钠溶液所需的6n盐酸的毫升数(约37毫升)，并过量加入5ml，且对比空白溶液的制备过程不添加所述钼酸铵溶液；
s4、取等体积的所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作受验溶液和参比溶液，在光度计上波长为430λ的单色滤光片测量溶液的黄色强度，硅含量的百分比按下列公式计算：
式中：a—由校准曲线找出的与1cm厚度层消光量相等的硅的含量(g)；
d—步骤s2中加入的所述待测试样重量(g)；
v—从容积为250ml的容量瓶中取出的溶液的体积。
反复测量2次，取其平均值。
对上述步骤s1、s2、s3和s4进行三次重复试验，分别计算得出三组硅含量为0.036％、0.040％，取平均值得到实施例3中锆铝粉中硅含量为0.038％。锆铝粉中杂质硅含量的测定方法在微波三、四级管用吸气剂上的检测应用，根据数据判断可知该锆铝吸气剂的硅含量超标。
实施例4：
一种锆铝粉中杂质硅含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
s1、将粉末置于垫有多孔滤板的的漏斗或坩埚中，用四氯化碳冲洗3次，将漏斗或坩埚中的四氯化碳滤干净后，放入烘箱中，在90℃下烘烤40分钟取出，得到待测试样；
s2、将2g待测试样放入容积为500ml带盖的镍杯或坩埚中(放置在盛有冷水的容器内)，用量筒分批注入15％的氢氧化钠溶液共30ml，待急剧的反应停止后，用少量的水清洗杯壁并加热至粉末完全溶解为止，取出镍杯使之冷却，将冷却后的溶液移入容积为400ml装有60ml水的烧杯中，用热水刷洗镍杯及盖子，然后随之加入一定量的6n盐酸，同时用玻棒不断的搅拌，6n盐酸的注入量为中和30ml氢氧化钠溶液所需的毫升数(约37ml)，并过量加入8ml。加热酸化后的溶液搅拌至锆铝粉完全溶解，不待溶液冷却即加入几滴0.05n的高锰酸钾溶液使其呈现能稳定一分钟的粉红色，随即加热使此种颜色改变，如果粉红色能保持很久，则加入1-2滴0.05n的草酸溶液，随后在流水中冷却，然后注入到250ml的容量瓶中，加水至量瓶标记处并仔细搅拌，用纸浆制的致密滤纸将溶液滤入干燥的烧杯中，最初的50ml滤液倒弃不用,用移液管将50ml透明溶液从烧杯中移入容积为100ml的容量的瓶中，加入5ml，10％的钼酸铵溶液，再加入0.1n的盐酸稀释至刻度100，并搅拌，得到所述比色测试溶液；
s3、对比空白溶液的制备过程与步骤s2中比色测试溶液制备过程一致，区别在于，进行空白试验所需的酸量为中和氢氧化钠溶液所需的6n盐酸的毫升数(约37毫升)，并过量加入5ml，且对比空白溶液的制备过程不添加所述钼酸铵溶液；
s4、取等体积的所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作受验溶液和参比溶液，在光度计上波长为430λ的单色滤光片测量溶液的黄色强度，硅含量的百分比按下列公式计算：
式中：a—由校准曲线找出的与1cm厚度层消光量相等的硅的含量(g)；
d—步骤s2中加入的所述待测试样重量(g)；
v—从容积为250ml的容量瓶中取出的溶液的体积。
反复测量3次，取其平均值。
对上述步骤s1、s2、s3和s4进行三次重复试验，分别计算得出三组硅含量为0.001％、0.003％和0.004％，取平均值得到实施例4中锆铝粉中硅含量为0.0027％。
锆铝粉中杂质硅含量的测定方法在微波三、四级管用吸气剂上的检测应用，根据数据判断可知该锆铝吸气剂的硅含量合格。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。