本发明属于合金元素检测
技术领域：
,特别涉及一种锡青铜中微量锌含量的标准加入-icp原子发射光谱仪定量分析方法，测定范围：w(zn)0.0050％～5.00％。
背景技术：
：以锡为主要合金元素的青铜称为锡青铜。含锡量一般在3％～14％之间，主要用于制作弹性元件和耐磨零件。变形锡青铜的含锡量不超过8％，有时还添加磷、锌、锌等元素。磷是良好的脱氧剂，还能改善流动性和耐磨性。锡青铜中加锌可改善可切削性和耐磨性，加锌可改善铸造性能。这种合金具有较高的力学性能、减磨性能和耐蚀性，易切削加工，钎焊和焊接性能好，收缩系数小，无磁性。可用线材火焰喷涂和电弧喷涂制备青铜衬套、轴套、抗磁元件等涂层。具有较高的强度、耐蚀性和优良的铸造性能，长期以来广泛应用于各工业部门中。对于其中的微量锌含量，要求严格控制，以满足性能需要。为了满足锡青铜新型产品的生产要求，必须严格控制锡青铜中微量锌元素的含量以及加入量，这无疑给化学分析检测人员出了一道难题，对于其检测技术的开发提出了挑战。通过重庆市标准信息服务网查询，未查到锡青铜中微量锌的标准加入-icp原子发射光谱仪测定方法(测定范围：w(zn)0.0050％～5.00％)。另外，在企业标准方法中，也未查到相关的适用检测方法。目前来讲，作为锡青铜中微量锌的标准加入-icp原子发射光谱仪检测方法的开发，尚属空白。技术实现要素：本发明的目的就是为了解决上述
背景技术：
的问题,提供一种用标准加入-icp原子发射光谱仪测定锡青铜中微量锌含量的方法。本发明所涉及的锡青铜中微量锌含量的测定方法，其步骤如下：步骤一：试料前处理用万分之一电子天平，称取1.0000g含微量锌的锡青铜试料，置于150ml锥形瓶中；于盛装有锡青铜试料的锥形瓶中，加入20ml盐酸溶液、20ml助溶剂溶液,低温加热至试料溶解完全；取下，冷却至室温；将前处理溶解处理后冷却至室温的试料溶液，转移入100ml容量瓶中，在转移过程中，用一根玻璃棒插入容量瓶中，锥形瓶瓶口倾斜紧靠玻璃棒，使溶液沿玻璃棒慢慢流入，玻璃棒下端要靠近瓶颈内壁，但不要太靠近瓶口，以免有溶液溢出；待溶液流完后，将锥形瓶沿玻璃棒稍向上提，同时直立，使附着锥形瓶口部的一滴溶液流回烧杯中；残留在锥形瓶中的少许溶液，用少量的二级以上级别的水洗3～4次，洗涤液按上述方法转移到容量瓶中；溶液转入容量瓶后，加入二级及以上级别的水，稀释到约3/4体积时，将容量瓶平摇几次，作初步混匀；然后继续加入二级及以上级别的水，近标线时，用滴管小心地逐滴加入，直至溶液的下弯月面与标线相切为止，混匀，盖紧玻璃塞子；步骤二：仪器工作条件优化开启电感耦合等离子体原子发射光谱仪icp-aes，预热2h以上；按照仪器说明书对仪器工作条件进行优化，选择合适的测量条件：如氩气压力、观测高度、分析线、冲洗时间、积分时间、积分次数等；rf功率：1100w；氩气输入压力：85～95psi；泵速：1.0ml/min；冷却气流量：20l/min；辅助气流量：0.0l/min；雾化气流量：30psi；等离子炬观测高度：15mm；进样时间：30s；积分时间：10s；氩气纯度：不低于99.99％；仪器工作条件优化后，在元素测定波长谱线中，根据锌元素含量范围、线性关系、回收率、检测结果准确性进行综合考虑，选择合适的测定波长。选定的测定波长为：zn206.200nm；步骤三：锌标准溶液配制将1.0000g锌含量≥99.9％的金属锌加热溶解于50ml浓度为1：1的硝酸溶液中，冷却后移入1000ml容量瓶中，再补加1+1的50ml硝酸溶液，用二级及以上级别的水，稀释，混匀，此为1ml含1mg锌的锌元素标准溶液①；如有必要，使用时，分取10.00ml锌元素标准溶液①，移入1000ml容量瓶中，补加100ml1+1的硝酸溶液，用二级及以上级别的水，稀释，混匀；此为1ml含10μg锌的锌元素标准溶液②；如有必要，使用时，分取10.00ml锌元素标准溶液①，移入100ml容量瓶中，补加10ml1+1的硝酸溶液，用二级及以上级别的水，稀释，混匀；此为1ml含100μg锌的锌元素标准溶液③；步骤四：标准加入分取4份20.00ml锡青铜试料溶液，分别置于4个100ml容量瓶中；根据试料溶液中锌的大约含量czn，选择使用锌标准溶液①或锌标准溶液②或锌标准溶液③，依次分别加入0czn、1czn、2czn、3czn；用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；步骤五：icp原子发射光谱仪检测点击等离子炬自动开始至点火，点火后确认仪器运行参数在正常范围内，雾化系统及等离子火焰工作正常，稳定仪器15min以上；于icp原子发射光谱仪上，测量待测溶液中锌元素的光谱强度；以各光谱强度减去空白溶液光谱强度为净光谱强度；仪器自动读取待测溶液中锌元素的含量ρ(zn)；步骤六：分析结果的计算根据试料溶液中锌的质量浓度，以mg/ml表示，计算锡青铜中微量锌的质量分数：锡青铜试料中微量锌含量以质量分数w(zn)计，按式(1)计算：式中：ρ(zn)——待测试液中锌的质量浓度的数值，单位为毫克每毫升(mg/ml)；v——待测试液体积的数值，单位为毫升(ml)；m——试料质量的数值，单位为克(g)；步骤七：合成标样验证(1)合成标样5个锡青铜合金的合成标样元素加入量见表2；合成标样含锡4％、铅5％，用水稀释至100ml；表2合成标样元素加入量编号加入铜量/mg加入锡量/mg加入铅量/mg加入zn量/mg1#90040500.0502#90040501.003#90040503.004#900405010.005#900401050.00(2)锌标准溶液加入分取4份20.00ml锡青铜试料溶液，分别置于4个100ml容量瓶中；1#依次分别加入锌量0、10、20、30μg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；2#依次分别加入锌量0、60、120、180μg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；3#依次分别加入锌量0、200、400、600μg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；4#依次分别加入锌量0、0.6、1.2、1.8mg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；5#依次分别加入锌量0、2、4、6mg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；(3)测量及计算点击等离子炬自动开始至点火，点火后确认仪器运行参数在正常范围内，雾化系统及等离子火焰工作正常，稳定仪器15min以上；于icp原子发射光谱仪上，测量待测溶液中锌元素的光谱强度；以各光谱强度减去空白溶液光谱强度为净光谱强度；仪器自动读取待测溶液中锌元素的含量ρ(zn)；按式(1)计算锌的质量分数；合成标样检测结果评价见表3；表3合成标样检测结果评价编号元素加入量/mg含量/％测定结果/％绝对差值/％允许差/％结论6#zn0.050.00500.00530.00030.0007符合要求7#zn1.000.100.1050.0050.008符合要求8#zn3.000.300.310.010.03符合要求9#zn10.001.001.030.030.08符合要求10#zn50.005.005.090.090.20符合要求由表3说明本检测方法测定结果准确可靠；步骤八：回收率试验根据选择的优化条件，按照标准加入法，作回收率试验，回收率＝(测定合量-试料含量)/加入量×100％。一般规定要求回收率为95％～105％；本发明的一种用标准加入-icp原子发射光谱仪对锡青铜中微量锌含量的测定方法回收率为96.67％～104.0％，参见表4；说明本检测方法测定结果准确可靠。表4回收率试验结果编号试料含量/％加入量/％测定合量/％回收值/％回收率/％11#0.00530.00500.01050.0052104.012#0.0120.0100.0220.010100.013#0.310.300.620.31103.0014#1.041.002.061.02102.0015#4.875.009.844.9799.40步骤九：生产考核分析结果利用一种锡青铜合金中微量锌的标准加入-icp检测方法，对待测试样进行了检测和精密度试验，其生产考核分析结果参见表5；其分析结果准确可靠。表5生产考核分析结果编号元素测定结果w(zn)/％平均值/％标准偏差/％16#zn0.00520.00540.00530.00550.00560.00540.0001617#zn0.0100.0130.0120.0140.0150.0130.005218#zn0.330.300.320.350.340.330.01919#zn1.021.051.041.001.031.030.01920zn4.854.894.844.854.904.870.027本发明的有益效果：本发明的一种用标准加入-icp原子发射光谱仪对锡青铜中微量锌含量的测定方法具有如下特点：1.建立了用标准加入-icp原子发射光谱仪对锡青铜中微量锌含量的快速定量分析方法；2.测定范围：w(zn)0.0050％～5.00％；3.精密度：如表1所示4.不需要采用与基体相一致的数个元素的专用单元素标准溶液，以及不需要繁杂冗长地配制校准曲线溶液；5.不需要难以匹配的锡青铜系列标准物质。具体实施方式本发明所涉及的锡青铜中微量锌含量的测定方法，其步骤如下：步骤一：试料前处理用万分之一电子天平，称取1.0000g含微量锌的锡青铜试料，置于150ml锥形瓶中；于盛装有锡青铜试料的锥形瓶中，加入20ml盐酸溶液、20ml助溶剂溶液,低温加热至试料溶解完全；取下，冷却至室温；将前处理溶解处理后冷却至室温的试料溶液，转移入100ml容量瓶中，在转移过程中，用一根玻璃棒插入容量瓶中，锥形瓶瓶口倾斜紧靠玻璃棒，使溶液沿玻璃棒慢慢流入，玻璃棒下端要靠近瓶颈内壁，但不要太靠近瓶口，以免有溶液溢出；待溶液流完后，将锥形瓶沿玻璃棒稍向上提，同时直立，使附着锥形瓶口部的一滴溶液流回烧杯中；残留在锥形瓶中的少许溶液，用少量的二级以上级别的水洗3～4次，洗涤液按上述方法转移到容量瓶中；溶液转入容量瓶后，加入二级及以上级别的水，稀释到约3/4体积时，将容量瓶平摇几次，作初步混匀；然后继续加入二级及以上级别的水，近标线时，用滴管小心地逐滴加入，直至溶液的下弯月面与标线相切为止，混匀，盖紧玻璃塞子；步骤二：仪器工作条件优化开启电感耦合等离子体原子发射光谱仪icp-aes，预热2h以上；按照仪器说明书对仪器工作条件进行优化，选择合适的测量条件：如氩气压力、观测高度、分析线、冲洗时间、积分时间、积分次数等；rf功率：1100w；氩气输入压力：85～95psi；泵速：1.0ml/min；冷却气流量：20l/min；辅助气流量：0.0l/min；雾化气流量：30psi；等离子炬观测高度：15mm；进样时间：30s；积分时间：10s；氩气纯度：不低于99.99％；仪器工作条件优化后，在元素测定波长谱线中，根据锌元素含量范围、线性关系、回收率、检测结果准确性进行综合考虑，选择合适的测定波长。选定的测定波长为：zn206.200nm；步骤三：锌标准溶液配制将1.0000g锌含量≥99.9％的金属锌加热溶解于50ml浓度为1：1的硝酸溶液中，冷却后移入1000ml容量瓶中，再补加1+1的50ml硝酸溶液，用二级及以上级别的水，稀释，混匀，此为1ml含1mg锌的锌元素标准溶液①；如有必要，使用时，分取10.00ml锌元素标准溶液①，移入1000ml容量瓶中，补加100ml1+1的硝酸溶液，用二级及以上级别的水，稀释，混匀；此为1ml含10μg锌的锌元素标准溶液②；如有必要，使用时，分取10.00ml锌元素标准溶液①，移入100ml容量瓶中，补加10ml1+1的硝酸溶液，用二级及以上级别的水，稀释，混匀；此为1ml含100μg锌的锌元素标准溶液③；步骤四：标准加入分取4份20.00ml锡青铜试料溶液，分别置于4个100ml容量瓶中；根据试料溶液中锌的大约含量czn，选择使用锌标准溶液①或锌标准溶液②或锌标准溶液③，依次分别加入0czn、1czn、2czn、3czn；用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；步骤五：icp原子发射光谱仪检测点击等离子炬自动开始至点火，点火后确认仪器运行参数在正常范围内，雾化系统及等离子火焰工作正常，稳定仪器15min以上；于icp原子发射光谱仪上，测量待测溶液中锌元素的光谱强度；以各光谱强度减去空白溶液光谱强度为净光谱强度；仪器自动读取待测溶液中锌元素的含量ρ(zn)；步骤六：分析结果的计算根据试料溶液中锌的质量浓度，以mg/ml表示，计算锡青铜中微量锌的质量分数：锡青铜试料中微量锌含量以质量分数w(zn)计，按式(1)计算：式中：ρ(zn)——待测试液中锌的质量浓度的数值，单位为毫克每毫升(mg/ml)；v——待测试液体积的数值，单位为毫升(ml)；m——试料质量的数值，单位为克(g)；步骤七：合成标样验证(1)合成标样5个锡青铜合金的合成标样元素加入量见表2；合成标样含锡4％、铅5％，用水稀释至100ml；表2合成标样元素加入量编号加入铜量/mg加入锡量/mg加入铅量/mg加入zn量/mg1#90040500.0502#90040501.003#90040503.004#900405010.005#900401050.00(2)锌标准溶液加入分取4份20.00ml锡青铜试料溶液，分别置于4个100ml容量瓶中；1#依次分别加入锌量0、10、20、30μg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；2#依次分别加入锌量0、60、120、180μg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；3#依次分别加入锌量0、200、400、600μg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；4#依次分别加入锌量0、0.6、1.2、1.8mg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；5#依次分别加入锌量0、2、4、6mg,用二级及以上级别的水稀释至刻度，混匀，待测；(3)测量及计算点击等离子炬自动开始至点火，点火后确认仪器运行参数在正常范围内，雾化系统及等离子火焰工作正常，稳定仪器15min以上；于icp原子发射光谱仪上，测量待测溶液中锌元素的光谱强度；以各光谱强度减去空白溶液光谱强度为净光谱强度；仪器自动读取待测溶液中锌元素的含量ρ(zn)；按式(1)计算锌的质量分数；合成标样检测结果评价见表3；表3合成标样检测结果评价编号元素加入量/mg含量/％测定结果/％绝对差值/％允许差/％结论6#zn0.050.00500.00530.00030.0007符合要求7#zn1.000.100.1050.0050.008符合要求8#zn3.000.300.310.010.03符合要求9#zn10.001.001.030.030.08符合要求10#zn50.005.005.090.090.20符合要求由表3说明本检测方法测定结果准确可靠；步骤八：回收率试验根据选择的优化条件，按照标准加入法，作回收率试验，回收率＝(测定合量-试料含量)/加入量×100％。一般规定要求回收率为95％～105％；本发明的一种用标准加入-icp原子发射光谱仪对锡青铜中微量锌含量的测定方法回收率为96.67％～104.0％，参见表4；说明本检测方法测定结果准确可靠。表4回收率试验结果编号试料含量/％加入量/％测定合量/％回收值/％回收率/％11#0.00530.00500.01050.0052104.012#0.0120.0100.0220.010100.013#0.310.300.620.31103.0014#1.041.002.061.02102.0015#4.875.009.844.9799.40步骤九：生产考核分析结果利用一种锡青铜合金中微量锌的标准加入-icp检测方法，对待测试样进行了检测和精密度试验，其生产考核分析结果参见表5；其分析结果准确可靠。表5生产考核分析结果编号元素测定结果w(zn)/％平均值/％标准偏差/％16#zn0.00520.00540.00530.00550.00560.00540.0001617#zn0.0100.0130.0120.0140.0150.0130.005218#zn0.330.300.320.350.340.330.01919#zn1.021.051.041.001.031.030.01920zn4.854.894.844.854.904.870.027当前第1页12