本发明涉及铜含量测定的技术领域，尤其涉及一种锆铝粉中杂质铜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，而铜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铜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铜含量，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，有效检测铜杂质的含量，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铜含量的测定方法，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、将待测试样中的铜元素转化成铜离子，以双硫腙为螯合剂与铜离子反应，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铜含量的百分比。
作为优选，步骤s2的具体过程如下：将所述待测试样溶解于盐酸中，随后加入氯酸钾蒸发结晶，再将结晶产物于水中溶解，溶解后的溶液过滤得滤液，将所述滤液加水配制成m体积浓度已知的混合溶液，取v体积所述混合溶液并放置刚果红试纸，调节所述混合溶液酸碱性至刚果红试纸呈蓝色，随后依次添加盐酸羟胺溶液和双硫腙，双硫腙的添加量至所述混合溶液呈绿色或紫红色，随后继续加入双硫腙至混合溶液呈稳定的绿色或稳定的紫红色，得到所述比色测试溶液，其中m≥v。
作为优选，步骤s3中对比空白溶液的制备过程和步骤s2中比色测试溶液的制备过程一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程中不添加所述待测试样。
作为优选，所述盐酸羟胺溶液为质量浓度10％的水溶液，所述盐酸羟胺溶液添加量与v体积所述混合溶液的体积比为1：10-200ml。
作为优选，步骤s4的具体过程如下：采用光度计进行比色测定，所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作测试样和参比样，所述比色测试溶液和对比空白溶液测试前分别过滤以除去水分，铜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铜的含量(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。
一种锆铝粉中杂质铜含量的测定方法在微波三、四级管用吸气剂上的检测应用。
本发明能够快速检测出铝粉中的铜含量，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％的铜含量，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，有效检测铜杂质的含量，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
一种锆铝粉中杂质铜含量的测定方法，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盐酸中，随后加入氯酸钾蒸发结晶，再将结晶产物于水中溶解，溶解后的溶液过滤得滤液，将所述滤液加水配制成m体积浓度已知的混合溶液，取v体积所述混合溶液并放置刚果红试纸，调节所述混合溶液酸碱性至刚果红试纸呈蓝色，随后依次添加盐酸羟胺溶液和双硫腙，双硫腙的添加量至所述混合溶液呈绿色或紫红色，随后继续加入双硫腙至混合溶液呈稳定的绿色或稳定的紫红色，得到所述比色测试溶液，其中m≥v；
s3、对比空白溶液的制备过程和步骤s2中比色测试溶液的制备过程一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程中不添加所述待测试样；
s4、采用光度计进行比色测定，所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作测试样和参比样，所述比色测试溶液和对比空白溶液测试前分别过滤以除去水分，铜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铜的含量(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，分别计算得出三组铜含量为0.002％、0.004％和0.003％，取平均值得到实施例1中锆铝粉中铜含量为0.003％。
锆铝粉中杂质铜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铜含量合格。
实施例2
一种锆铝粉中杂质铜含量的测定方法，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盐酸中，随后加入氯酸钾蒸发结晶，再将结晶产物于水中溶解，溶解后的溶液过滤得滤液，将所述滤液加水配制成m体积浓度已知的混合溶液，取v体积所述混合溶液并放置刚果红试纸，调节所述混合溶液酸碱性至刚果红试纸呈蓝色，随后依次添加盐酸羟胺溶液和双硫腙，双硫腙的添加量至所述混合溶液呈绿色或紫红色，随后继续加入双硫腙至混合溶液呈稳定的绿色或稳定的紫红色，得到所述比色测试溶液，其中m≥v；
s3、对比空白溶液的制备过程和步骤s2中比色测试溶液的制备过程一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程中不添加所述待测试样；
s4、采用光度计进行比色测定，所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作测试样和参比样，所述比色测试溶液和对比空白溶液测试前分别过滤以除去水分，铜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铜的含量(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，分别计算得出三组铜含量为0.003％和0.005％，取平均值得到实施例2中锆铝粉中铜含量为0.004％。
锆铝粉中杂质铜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铜含量合格。
实施例3
一种锆铝粉中杂质铜含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
s1、将锆铝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1克所述待测试样置于容积为100ml的烧杯中，再溶入20ml稀盐酸，盖上玻璃盖，急剧反应停止后加热使试样完全溶解，再加入0.05g氯酸钾。蒸发处理使烧杯中的物质开始结晶，结晶后注入50ml的纯水，加热使结晶盐溶解，用密滤纸将结晶溶解后的溶液滤入容积为250ml的量瓶中，用水冲洗滤纸，溶液以水冲稀释至量瓶的刻度处，并摇晃量瓶3分钟是溶液均匀；用移管吸出100ml溶液，放入150ml的烧杯中。溶液内放置一小片刚果红试纸，调节溶液酸碱性至试纸呈蓝色，再将溶液倒入容积为250ml的短玻管分液漏斗中；向短玻管分液漏斗中加入1.0ml质量浓度为10％的盐酸羟胺水溶液和3ml双硫腙，摇动分液漏斗至双硫腙的绿色开始改变时再继续摇5分钟。将双硫腙的铜盐溶液注入容积为10ml有刻度的量筒或量瓶中，再分3次共加入3ml双硫腙溶液左右直至溶液的绿色稳定不发生改变为止，得到所述比色测试溶液；
s3、对比空白溶液的制备过程所用试剂及数量、试验的条件均与步骤s2一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程不添加待测试样，空白试验的溶液在加入盐酸后要蒸馏到大致干燥，在干燥后的剩余物中加水，再将溶液倒入200ml的量瓶中以水冲稀至刻度并摇匀，取出与比色测试溶液等体积的溶液，以氨水中和使至蓝色的刚果红试纸开始呈红色为止，然后滴入稀盐酸溶液至呈酸性，再倒入分液漏斗中加4ml双硫腙并摇匀，得到对比空白溶液，取10ml对比空白溶液待用；
s4、采用光度计进行比色测定，所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作测试样和参比样，所述比色测试溶液和对比空白溶液测试前分别过滤以除去水分，铜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铜的含量(g)；
d-步骤s2中加入的所述待测试样重量(g)；
反复测量3次，取其平均值；
v-从容积为250ml的容量瓶中取出的溶液的体积。
对上述步骤s1、s2、s3和s4进行三次重复试验，分别计算得出三组铜含量为0.001％、0.003％和0.004％，取平均值得到实施例3中锆铝粉中铜含量为0.0027％。
锆铝粉中杂质铜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铜含量合格。
实施例4
一种锆铝粉中杂质铜含量的测定方法，所述方法包括以下步骤：
s1、将锆铝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88℃下烘烤40分钟取出，得到待测试样；
s2、将1克所述待测试样置于容积为100ml的烧杯中，再溶入20ml稀盐酸，盖上玻璃盖，急剧反应停止后加热使试样完全溶解，再加入0.05g氯酸钾。蒸发处理使烧杯中的物质开始结晶，结晶后注入50ml的纯水，加热使结晶盐溶解，用密滤纸将结晶溶解后的溶液滤入容积为250ml的量瓶中，用水冲洗滤纸，溶液以水冲稀释至量瓶的刻度处，并摇晃量瓶3分钟是溶液均匀；用移管吸出25ml溶液，放入100ml的烧杯中。溶液内放置一小片刚果红试纸，调节溶液酸碱性至试纸呈蓝色，再将溶液倒入容积为100ml的短玻管分液漏斗中；向短玻管分液漏斗中加入1.0ml质量浓度为10％的盐酸羟胺水溶液和3ml双硫腙，摇动分液漏斗至双硫腙的紫红色开始改变时再继续摇3分钟。将双硫腙的铜盐溶液注入容积为10ml有刻度的量筒或量瓶中，再分2次共加入3ml双硫腙溶液左右直至溶液的紫红色稳定不发生改变为止，得到所述比色测试溶液；
s3、对比空白溶液的制备过程所用试剂及数量、试验的条件均与步骤s2一致，区别在于，对比空白溶液的制备过程不添加待测试样，空白试验的溶液在加入盐酸后要蒸馏到大致干燥，在干燥后的剩余物中加水，再将溶液倒入200ml的量瓶中以水冲稀至刻度并摇匀，取出与比色测试溶液等体积的溶液，以氨水中和使至蓝色的刚果红试纸开始呈红色为止，然后滴入稀盐酸溶液至呈酸性，再倒入分液漏斗中加4ml双硫腙并摇匀，得到对比空白溶液，取10ml对比空白溶液待用；
s4、采用光度计进行比色测定，所述比色测试溶液和对比空白溶液分别作测试样和参比样，所述比色测试溶液和对比空白溶液测试前分别过滤以除去水分，铜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铜的含量(g)；
d-步骤s2中加入的所述待测试样重量(g)；
反复测量2次，取其平均值；
v-从容积为250ml的容量瓶中取出的溶液的体积。
对上述步骤s1、s2、s3和s4进行三次重复试验，分别计算得出三组铜含量为0.04％、0.05％和0.03％，取平均值得到实施例4中锆铝粉中铜含量为0.04％。
锆铝粉中杂质铜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铜含量超标。
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。