一种冷轧电镀锡钢板镀层中铅含量的检测方法与流程

本发明涉及一种冷轧电镀锡钢板镀层中铅含量的检测方法，具体而言涉及一种单面镀锡层厚度≤2.0g/m2的冷轧电镀锡钢板镀层中铅含量的x射线荧光光谱检测方法，属于冷轧钢板表面检测分析
技术领域：
。
背景技术：
：冷轧电镀锡钢板广泛应用于食品包装行业，根据欧盟指令94/62/ec的规定要求必须对镀锡板中铅含量进行严格控制。由于镀锡板中的铅属于残留有害杂质，其含量一般都在ppm级别，同时镀层厚度的变化也会为荧光光谱测量造成很大干扰和困难，不同的条件参数和数学模型算法会对镀锡板中铅的荧光测量产生完全不同的结果。根据申请人的文献检索，发现现有对于镀锡板镀层中铅含量的检测专利和文献主要集中在脱锡装置和icp、原子吸收分析技术方面。仅有极少数文献资料和专利技术涉及荧光光谱对镀锡板镀层中铅的测量。如中国专利申请cn201210389024.1，名称为锡铅合金镀层铅含量的测定方法，专利中所描述的主要是针对锡铅合金中铅的含量测定方法，通过自配标准样品采用检量线法绘制工作曲线，通过铅的浓度与强度换算实现铅(pb>1％)的荧光测量。该专利主要表现以下两个方面的问题：(1)该专利所述方法适合于材料中铅为主量元素的检测，即材料中pb含量>1％，无法解决镀锡板材料中残留铅(ppm级)的检测；(2)该专利所表述的方法采用的是检量线法，即采用浓度和强度的对应关系。文献《x射线荧光光谱法测定电镀锡板镀层中铅含量》(黄港明、范纯、田慧玲、王君祥,《冶金分析》，2014，34(6)，11-15)公开了一种采用仪器自带薄膜分析软件和基本参数法(fp)，直接选取仪器推荐参数条件建立工作曲线，对镀锡板镀层中的铅进行测量；该文献所述方法有三个问题：(1)文献中所选用谱线参数未考虑镀层中主量sn元素的kα系特征谱线对残留pb的lβ系特征谱线的干扰，表现为当镀锡板表面镀锡量厚度变化(如单面厚度从1.1g/m2到5.6g/m2变化区间)时，随着厚度的降低，由于谱线干扰的原因，探测器所探测铅的荧光光谱效果将失真；(2)所选用电压60kv，电流50ma的参数，会造成射线穿透镀层，将镀锡板背面的非测量面内铅也同时测量，测量重复性和再现性会很差，无法实现单面镀锡量2.0g/m2以下薄镀层内铅的准确测量；(3)薄膜分析软件依赖于已知含量的与被测样品基体、工艺、厚度相同或近似的标准样品，并且标准样品要具有一定跨度，当采用其他类型的标准物质或基准物质时曲线的拟合程度将不太好。技术实现要素：本发明的目的是提供一种冷轧电镀锡钢板镀层中铅含量的检测方法，主要解决现有单面镀锡层厚度≤2.0g/m2的冷轧电镀锡钢板镀层中铅含量无法准确测量的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种冷轧电镀锡钢板镀层中铅含量的检测方法，包括以下步骤：1)将待测冷轧电镀锡钢板冲压成φ50mm的圆形试样，用脱脂棉和无水乙醇将试样测量面擦洗干净后晾干；2)用荧光光谱仪采用双背景扣除法对试样测量面镀层中铅元素进行2θ角度测量；3)计算试样单面镀层中铅的质量百分含量，试样单面镀层中铅的质量百分含量按公式一c＝d+e×i1×m计算，公式一中，c为试样单面镀层中铅的质量百分含量，单位为％；d、e为常数；i1为试样单面镀层中铅的荧光光谱测量强度，单位cps；m为校正因子，常数；常数d和e值的确定具体为：用荧光光谱仪，sn元素采用lα系特征谱线，pb元素采用mα系特征谱线的条件下，依次测量铅的质量百分含量为0.0000％、0.0026％、0.0037％、0.0059％、0.0060％、0.0069％、0.0076％、0.0081％、0.0090％、0.0098％、0.0103％、0.0116％、0.0126％、0.0142％、0.0245％、0.0358％、0.0560％的铅的基准物质以及铅的质量百分含量<0.0005％电镀锡钢板的基板中铅的荧光光谱强度，通过荧光光谱仪自带软件计算出d和e值；校正因子m按公式二m＝i2/i3计算，公式二中，i2为铅的基准物质中铅的荧光光谱测量强度，单位cps；i3为通过荧光光谱仪自带软件计算出的待测电镀锡钢板试样单面镀层中铅的荧光光谱理论强度，单位cps。进一步，步骤2)中，试样测量面镀层中铅元素2θ角度测量时，荧光光谱仪的x射线光管电流为25ma，光管电压为160kv，铅元素采用ge111-c晶体和550um准直器不使用滤片效果为佳。本发明通过基于异标法建立的测量强度与理论强度相对应的工作曲线，用荧光光谱仪测定待测试样中铅元素的荧光光谱强度，计算出冷轧电镀锡钢板单面镀层中铅的含量，解决现有技术中冷轧电镀锡钢板单面镀锡层厚度≤2.0g/m2时，镀锡层中的铅无法准确测量问题，本发明方法也可满足冷轧电镀锡钢板单面镀层厚度>2.0g/m2时镀锡层中的铅的准确测量。本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明方法实现了冷轧电镀锡钢板单面镀锡层厚度≤2.0g/m2时镀锡层中的铅的准确测量，其检测数据准确度高、再现性好、操作简便、检测自动化程度高。2、本发明方法具有速测、高效、环保的优点。具体实施方式一种冷轧电镀锡钢板镀层中铅含量的检测方法，包括以下步骤：1)将待测冷轧电镀锡钢板冲压成φ50mm的圆形试样，用脱脂棉和无水乙醇将试样测量面擦洗干净后晾干；2)用帕纳科axiosmax荧光光谱仪采用双背景扣除法对试样测量面镀层中铅元素进行2θ角度测量，测量过程中，荧光光谱仪的x射线光管电流为25ma，光管电压为160kv，铅元素采用ge111-c晶体和550um准直器不使用滤片；3)计算试样单面镀层中铅的质量百分含量，试样单面镀层中铅的质量百分含量按公式一c＝d+e×i1×m计算，公式一中，c为试样单面镀层中铅的质量百分含量，单位为％；d、e为常数；i1为试样单面镀层中铅的荧光光谱测量强度，单位cps；m为校正因子，常数；常数d和e值的确定具体为：用帕纳科axiosmax荧光光谱仪，sn元素采用lα系特征谱线，pb元素采用mα系特征谱线，荧光光谱仪的x射线光管电流为25ma，光管电压为160kv，铅元素采用ge111-c晶体和550um准直器不使用滤片，依次测量铅的质量百分含量为0.0000％、0.0026％、0.0037％、0.0059％、0.0060％、0.0069％、0.0076％、0.0081％、0.0090％、0.0098％、0.0103％、0.0116％、0.0126％、0.0142％、0.0245％、0.0358％、0.0560％的铅的基准物质以及铅的质量百分含量<0.0005％电镀锡钢板的基板中铅的荧光光谱强度，通过荧光光谱仪自带软件计算出d和e值；校正因子m按公式二m＝i2/i3计算，公式二中，i2为铅的基准物质中铅的荧光光谱测量强度，单位cps；i3为通过荧光光谱仪自带软件计算出的待测电镀锡钢板试样单面镀层中铅的荧光光谱理论强度，单位cps。本发明实施例采用帕纳科axiosmax荧光光谱仪进行检测时的控制参数见表1。表1本发明实施例用荧光光谱仪控制参数元素谱线晶体准直器探测器管压管流时间snlαpx10150um流气25kv160ma46spbmαge111-c550um流气25kv160ma114s本发明方法的准确度通过与采用欧盟bsen10333—2005(包装用钢一与人和动物用食品、产品和饮料接触的扁平钢制品一镀锡钢)所规定的化学检验方法对待测冷轧电镀锡钢板镀层中铅的质量百分含量进行检测比对，检测数据见表2。表2本发明方法和欧盟bsen10333-2005规定方法的检测数据表如表2所示，无论冷轧电镀锡钢板镀层厚度在2.0g/m2以下的或是镀层厚度2.0g/m2以上，用本发明方法检测的冷轧电镀锡钢板镀层中铅的质量百分含量，与采用欧盟bsen10333-2005规定方法检测的冷轧电镀锡钢板镀层中铅的质量百分含量的分析误差<5％，rms<0.5。本发明方法实现冷轧电镀锡钢板镀层中的铅含量准确测量，检测数据精密度好，方法准确可靠。当前第1页12