无铅焊锡材料中锗元素含量的icp-aes检测方法

文档序号:9225942
无铅焊锡材料中锗元素含量的icp-aes检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种错含量的测定方法,尤其是一种无铅焊锡材料中错元素含量的 ICP-AES(电感禪合等离子体原子发射光谱法)检测方法,属于化学分析测试技术领域。
【背景技术】
[0002] 无铅焊锡是应各国相继立法限制铅在工业材料中应用要求而产生的新型焊锡材 料,目前尚未能实现对Sn-Pb基焊锡的完全工业化替代。我国无铅焊锡技术研发工作起步 较晚,相关核屯、技术与国外仍存在一定差距。为满足各行业的不同应用要求,现有的无铅焊 锡材料种类繁多且成分复杂,对其中各组分含量的准确分析测定,在推动无铅焊锡技术发 展、规范焊锡生产质量和制定相关检测标准等方面具有积极且重要的意义。
[0003]Sn基焊料中添加一定量的错(Ge),在高温和氧的作用下,形成致密的表面氧化 层,从而抑制合金的氧化,提高纤料的抗氧化能力。目前关于无铅焊锡材料中Ge含量的测 定国内外还没有统一的标准方法。现有可用于合金材料中的Ge含量的分析方法主要有分 光光度法、舰酸钟滴定法、原子吸收光谱法和电感禪合等离子体发射光谱法(ICP-AE巧等。 其中ICP-AES具有基体效应小、灵敏度高和线性范围宽等优点,样品溶解后可直接进样,检 测效率高,是适用于合金及高纯样品成分分析的简便、可靠方法,已广泛应用于冶金行业, 相较于其他几种方法在操作繁易程度、分析周期和检测结果准确度等方面具有明显优势。
[0004] 在ICP-AES分析之前需对固体样品进行酸消解处理,制备样品溶液进行检测。但 对于待分析元素Ge,在浓度较高的HC1介质(高浓度HC1或王水等)中形成易挥发的四氯 化错,使检测结果偏小;在硫酸介质中,稀释后溶液发生水解,形成白色浑浊;对于高含量 Sn基材料,采用较高浓度HN03溶解焊锡样品,消解过程极易产生0 -锡酸沉淀,造成样品溶 液不稳定,影响检测精密度。因此,常规的高温浓酸消解方法并不适用于焊锡材料中的Ge 的分析。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种无铅焊锡材料中错元素含 量的ICP-AES检测方法,解决现有技术中错含量分析方法操作复杂、分析周期长、准确度不 高等问题,方便准确测定无铅焊锡材料中错含量。
[0006]按照本发明提供的技术方案,一种无铅焊锡材料中错元素含量的ICP-AES检测方 法,特征是,包括W下步骤:
[0007] (1)制备样品溶液:称取〇.2g~0.5g无铅焊锡样品置于容器中,采用由低到高的 浓度梯度法逐级加入hn〇3溶液,使无铅焊锡样品溶解至澄清透明溶液,向上述溶液中逐滴 滴加10ml~15ml容量百分数为15%的肥1和1ml容量百分数为30%的&〇2,常温下静置 化后,转入50ml容量瓶中,加入Y内标溶液,再用容量百分数为3%的肥1定容后摇匀,定 容后得到的样品溶液中Y的浓度为2. 5mg/L;
[000引 似配制标准溶液;采用逐级稀释法,WY为内标物质、容量百分数为3%的HN0巧 基体,将lOOOmg/L的Ge标准溶液配制成4个W上不同浓度的标准溶液,标准溶液中Ge的 浓度Omg/L~lOmg/L,Y的浓度为2. 5mg/L;
[000引 (3) ICP-AES检测;设定ICP-AES光谱仪的工作参数,先后对标准溶液和样品溶液 中Ge和Y的含量进行检测,获得谱线强度和元素含量之间的关系,得到标准曲线;
[0010] (4)Ge含量的计算;根据标准曲线,得到样品溶液中Ge的浓度为C,单为111肖/1,贝。 无铅焊锡样品中Ge元素的含量W,按下式计算,单位为mg/kg; WcxV
[0011]W=-其中,V为样品溶液的总体积,单位为ml ;m为无铅焊锡样品称样量, m. 9 单位为g。
[0012] 进一步的,所述步骤(1)中由低到高的浓度梯度法逐级加入hn〇3溶液,具体为:先 用2ml去离子水(即容量百分数为0%的HN03)将无铅焊锡样品浸润,再滴加2ml容量百分 数为5 %的HN03,溶解无铅焊锡样品Imin~2min ;接着滴加2ml容量百分数为35 %的HN03, 溶解无铅焊锡样品1111111~2111111;继续加入21111容量百分数为65%~68%的11側3,溶解无 铅焊锡样品lOmin至澄清透明溶液。
[0013] 进一步的,所述标准曲线的相关系数R2大于0. 9999。
[0014] 进一步的,所述步骤(3)中ICP-AES光谱仪的工作参数为:射频功率1300W,冷却 气流量15L/min,辅助气体流量0.化/min,雾化器流量0.化/min,积分时间8s,观测高度 15mm,进样速度 1. 5ml/min。
[0015] 进一步的,所述步骤(3)中ICP-AES光谱仪的分析谱线波长为265. 118nm。
[0016] 进一步的,所述常温是指环境温度为25°C ±10°C。
[0017] 本发明具有W下优点:
[0018] (1)本发明采用浓度梯度法,由低到高浓度加入hn〇3溶解焊锡样品,后加入的浓度 较高的hn〇3,会被上一级低浓度的酸稀释,一方面防止hn〇3浓度过高形成0 -锡酸沉淀,另 一方面,降低焊锡与酸的反应速度,使反应放出的热量,能被充分吸收,防止局部过热造成 Ge损失,从而提高了样品处理量,尤其使微量Ge分析准确性提高;
[0019] (2)在常温下,通过稀HN03、稀肥1和&〇2对无铅焊锡样品进行消解处理,在减小反 应条件苛刻性,使操作更加安全和简便的同时,确保样品能充分完全消解,并且控制Ge在 前处理过程中的损失,有效提高方法回收率;
[0020] (3)本发明采用灵敏度高、精密度好、检出限低、线性范围宽的电感禪合等离子体 光谱法检测Ge含量,W Y为内标物质,采用内标法消除仪器波动和溶液物理特性干扰,同时 采用背景校正消除背景对信号的影响,提高检测结果的可靠性,实现无铅焊锡材料中常量 及微量Ge元素方便准确分析,具有较高的实用价值。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0022] 本发明中样品溶液制备过程在常温下进行,环境温度在25°C ±10°C为宜,且稀酸 和双氧水应缓慢滴加,W防止快速反应,引起温度过高,造成Ge损失。在添加HC1和馬〇2后 需静置一段时间,W确保焊锡样品充分消解完全,且溶液达到稳定状态。
[002引本发明中所使用的肥1、HN03和H 202均为分析纯,去离子水满足国标GB/ T6682-2008规定二级水要求。
[0024] 在ICP-AES检测过程中,ICP-AES光谱仪的分析过程选择灵敏度高,背景低,干扰 小的谱线波长265. 118皿为分析线。
[0025] 本发明分别WGe含量为0.0064% (样品1)和含量为0.48% (样品2)的无铅焊 锡样品为例,详述Ge含量的检测方法,具体如下:
[0026] (1)制备样品溶液;
[0027] 称取0.5g(精确至O.OOOlg)样品1,置于150ml锥形瓶中,加入2ml去离子水,轻 轻摇晃锥形瓶使样品充分润湿,再滴加2ml容量百分数为5%的HN03,溶解无铅焊锡样品 Imin~2min;接着滴加2ml含量百分数为35%的HN03溶解样品Imin~2min后,继续滴加 2ml容量百分数为65%~68%的HN03,静置lOmin至样品溶液澄清透明;向上述溶液中逐 滴加入10ml含量百分数为15%的稀肥1和1ml含量百分数为30%的馬化,常温下静置化 后,转入至50ml容量瓶中,加入Y内标溶液,用含量百分数为3 %的肥1定容至刻度线,摇 匀,得到样品溶液,所得样品溶液中Y的浓度为2. 5mg/L;
[0028] 称取0. 2g(精确至0.OOOlg)样品2,置于150ml锥形瓶中,加入2ml去离子水,轻 轻摇晃锥形瓶使样品充分润湿,再滴加2ml容量百分数为5%的HN03,溶解无铅焊锡样品 Imin~2min;接着滴加2ml含量百分数为35%的HN03溶解样品Imin~2min后,继续滴加 2ml容量百分数为65 %~68 %的浓HN03,静置lOmin至样品溶液澄清透
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