GB/T 13748.24-2025 镁及镁合金化学分析方法 第24部分：痕量杂质元素的测定 辉光放电质谱法

　　ICS 77.040.30 CCS H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 13748.24—2025

　　镁及镁合金化学分析方法

　　第 24 部分：痕量杂质元素的测定

　　辉光放电质谱法

　　Methods for chemical analysis of magnesium and magnesium alloys—

　　Part 24 ：Determination of trace impurity elements contents—

　　Glow discharge mass spectrometry

　　2025-01-24 发布 2025-08-01 实施

　　发

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　布

　　GB/T 13748.24—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分 ：标准化文件的结构和起草规则》 的规定起草。

　　本文件是 GB/T 13748《镁及镁合金化学分析方法》 的第 24 部分。 GB/T 13748 已经发布了以下部分：

　　—第1部分 ：铝含量的测定;

　　—锡含量的测定 邻苯二酚紫分光光度法 (GB/T 13748.2);

　　—锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法 (GB/T 13748.3);

　　—第4部分 ：锰含量的测定 高碘酸盐分光光度法;

　　—钇含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 (GB/T 13748.5);

　　—银含量的测定 火焰原子吸收光谱法 (GB/T 13748.6);

　　—第7部分 ：锆含量的测定;

　　—第8部分 ：稀土含量的测定 重量法;

　　—第9部分 ：铁含量测定 邻二氮杂菲分光光度法;

　　—第10部分 ：硅含量的测定 钼蓝分光光度法;

　　—铍含量的测定 依莱铬氰蓝R分光光度法 (GB/T 13748.11);

　　—第12部分 ：铜含量的测定;

　　—铅含量的测定 火焰原子吸收光谱法 (GB/T 13748.13);

　　—第14部分 ：镍含量的测定 丁二酮肟分光光度法;

　　—第15部分 ：锌含量的测定;

　　—钙含量的测定 火焰原子吸收光谱法 (GB/T 13748.16);

　　—钾含量和钠含量的测定 火焰原子吸收光谱法 (GB/T 13748.17);

　　—氯含量的测定 氯化银浊度法 (GB/T 13748.18);

　　—钛含量的测定 二安替比啉甲烷分光光度法 (GB/T 13748.19);

　　—第20部分 ：元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　—第21部分 ：光电直读原子发射光谱分析方法测定元素含量;

　　—第22部分 ：钍含量的测定;

　　—第23部分 ：元素含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法;

　　—第24部分 ：痕量杂质元素的测定 辉光放电质谱法。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国有色金属工业协会提出。

　　本文件由全国有色金属标准化技术委员会 (SAC/TC 243)归口。

　　本文件起草单位： 国标(北京) 检验认证有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司、昆明冶金研究院有限公司、金川集团股份有限公司、广东先导稀材股份有限公司、 国合通用测试评价认证股份公司、河南宇航金属材料有限公司。

　　本文件主要起草人： 王长华 、胡芳菲 、周阿蒙 、刘英波 、杨海岸 、李继东 、刘鹏宇 、袁侨励、谭秀珍、李琦、刘若彤、张璇。

　　Ⅰ

　　GB/T 13748.24—2025

　　引 言

　　镁及镁合金是一种重要的金属材料。 GB/T 13748《镁及镁合金化学分析方法》 是镁及镁合金化学分析方法标准 。为了更好地满足行业对镁及镁合金研发、生产和检测的需求，有必要形成更为完善的系列分析方法标准 ， 在行业内形成统一的测试评价体系 ， 增加检测结果的可靠性和可比性 。 GB/T 13748 在镁及镁合金产品研发、贸易结算、化学元素比对、标准物质研制等多领域应用广泛，为我国镁及镁合金产品研发、生产、贸易等提供重要的数据支撑作用。

　　GB/T 13748 包含了分光光度法、重量法、原子吸收光谱法、 电感耦合等离子体原子发射光谱法、光电直读原子发射光谱法等多种分析方法，旨在规范对影响镁及镁合金产品性能的化学元素如铝 、锡、锂 、锰 、锌 、锆 、镍 、铜 、铍 、硅 、铁 、镧 、铈 、镨 、钕 、钆 、钇等痕量杂质元素的检测，优化整合后，拟由以下部分构成：

　　—第1部分 ：铝含量的测定;

　　—第2部分 ：锡、铍、铜、镍、钛含量的测定 分光光度法;

　　—第3部分 ：锂、银含量的测定 原子吸收光谱法;

　　—第4部分 ：锰、锆含量的测定 分光光度法;

　　—第8部分 ：稀土含量的测定;

　　—第9部分 ：铁、硅含量的测定 分光光度法;

　　—第13部分 ：铅、钙、钾、钠含量的测定 原子吸收光谱法;

　　—第15部分 ：锌含量的测定;

　　—第18部分 ：氯含量的测定 氯化银浊度法;

　　—第20部分 ：元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　—第21部分 ：元素含量的测定 光电直读原子发射光谱法;

　　—第22部分 ：钍含量的测定;

　　—第23部分 ：元素含量的测定 波长色散X射线荧光光谱法;

　　—第24部分 ：痕量杂质元素的测定 辉光放电质谱法。

　　本文件给出的辉光放电质谱法(GDMS) 是目前对固体材料直接进行痕量和超痕量分析最有效的手段之一，具有优越的检测限和宽动态线性范围的优点，而且样品制备简单 、基体效应低 。在充分调研原生镁锭相关产品标准及行业内的分析检测需求的基础上，对原生镁锭中 Na、Al、Ti、V、Cr、Mn、 Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Nb、Zr、Sn、W、Pb、Na、Si、Ta 等杂质元素全扫，能够满足原生镁锭产品标准的要求，符合我国现阶段的实际情况 。本文件能够反映当前国内生产原生镁锭企业的技术水平，更好地配合原生镁锭产品的研究开发，有利于材料的质量提升及性能改进 。对材料的研制、生产以及应用过程中的质量控制具有重要意义，能够进一步健全和完善我国现行的原生镁锭产品的评价。

　　Ⅱ

　　GB/T 13748.24—2025

　　镁及镁合金化学分析方法

　　第 24 部分：痕量杂质元素的测定

　　辉光放电质谱法

　　1 范围

　　本文件描述了镁含量大于 99.9% 的原生镁锭中痕量杂质元素含量的测定方法。

　　本文件适用于镁含量大于 99.9% 的原生镁锭中痕量杂质元素含量的测定。测定范围见表 1。

　　本文件不适用于镁及镁合金化学成分分析的仲裁。

　　表 1 各元素测定范围

　　元素

　　测定范围

　　μg/g

　　元素

　　测定范围

　　μg/g

　　氟、硫、氯、溴

　　0.050~50.0

　　锂、铍、硼、钠、铝、硅、磷、钾、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、砷、硒、铷、锶、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、碘、碲、铯、钡、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅、铋、钍、铀

　　0.010~50.0

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件。

　　GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法

　　GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义。

　　4 原理

　　样品作为阴极进行辉光放电，在惰性气体(氩气) 条件下，其表面原子被溅射而脱离样品进入辉光放电等离子体中，在等离子体中离子化后被导入质谱仪 。在各元素同位素质量数处以预设的扫描点数和积分时间对相应谱峰积分，所得面积即为谱峰强度，并通过计算得到各元素的含量。

　　5 试剂或材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和符合 GB/T 6682 规定的一级水。

　　1

　　GB/T 13748.24—2025

　　5.1 无水乙醇 (ρ =0.789 g/mL)。

　　5.2 硝酸 (1+9)。

　　5.3 背景监控样品 ：利用纯度不低于 99.99% 的镁样品或内部质控样品作为背景空白样品，检测仪器的背景空白。

　　5.4 镁标准物质/标准样品。

　　5.5 氮气(体积分数不小于 99.99%)。

　　5.6 氩气(体积分数不小于 99.999%)。

　　6 仪器设备

　　6.1 辉光放电质谱仪，中分辨模式下质量分辨率达到 3 500，高分辨模式下分辨率达到9 000。

　　6.2 推荐的测定同位素质量数和分辨率模式见表 2。 测定时，同位素24 Mg 的谱峰强度应不小于1×109 计数/s，峰形应符合分辨率要求。

　　表 2 测定同位素质量数和分辨率模式

　　元 素

　　同位素

　　质量数

　　分辨率模式

　　元 素

　　同位素

　　质量数

　　分辨率模式

　　元 素

　　同位素

　　质量数

　　分辨率模式

　　Li

　　7

　　中分辨

　　Se

　　77

　　高分辨

　　Eu

　　153

　　中分辨

　　Be

　　9

　　中分辨

　　Br

　　79

　　高分辨

　　Gd

　　157

　　中分辨

　　B

　　11

　　中分辨

　　Rb

　　85

　　中分辨

　　Tb

　　159

　　中分辨

　　F

　　19

　　中分辨

　　Sr

　　88

　　中分辨

　　Dy

　　163

　　中分辨

　　Na

　　23

　　中分辨

　　Y

　　89

　　中分辨

　　Ho

　　165

　　中分辨

　　Al

　　27

　　中分辨

　　Zr

　　90

　　中分辨

　　Er

　　166

　　中分辨

　　Si

　　28

　　中分辨

　　Nb

　　93

　　中分辨

　　Tm

　　169

　　中分辨

　　P

　　31

　　中分辨

　　Mo

　　95

　　中分辨

　　Yb

　　172

　　中分辨

　　S

　　32

　　中分辨

　　Ru

　　101

　　中分辨

　　Lu

　　175

　　中分辨

　　Cl

　　35

　　中分辨

　　Rh

　　103

　　中分辨

　　Hf

　　178

　　中分辨

　　K

　　39

　　高分辨

　　Pd

　　105

　　中分辨

　　Ta

　　181

　　中分辨

　　Ca

　　44

　　中分辨

　　Ag

　　107

　　中分辨

　　W

　　182

　　中分辨

　　Sc

　　45

　　中分辨

　　Cd

　　111

　　中分辨

　　Re

　　185

　　中分辨

　　Ti

　　48

　　中分辨

　　In

　　115

　　中分辨

　　Os

　　189

　　中分辨

　　V

　　51

　　中分辨

　　Sn

　　118

　　中分辨

　　Ir

　　193

　　中分辨

　　Cr

　　52

　　中分辨

　　Sb

　　121

　　中分辨

　　Pt

　　195

　　中分辨

　　Mn

　　55

　　中分辨

　　I

　　127

　　中分辨

　　Au

　　197

　　中分辨

　　Fe

　　56

　　中分辨

　　Te

　　128

　　中分辨

　　Hg

　　202

　　中分辨

　　Co

　　59

　　中分辨

　　Cs

　　133

　　中分辨

　　Tl

　　205

　　中分辨

　　Ni

　　60

　　中分辨

　　Ba

　　138

　　中分辨

　　Pb

　　208

　　中分辨

　　Cu

　　63

　　中分辨

　　La

　　139

　　中分辨

　　Bi

　　209

　　中分辨

　　Zn

　　66

　　中分辨

　　Ce

　　140

　　中分辨

　　Th

　　232

　　中分辨

　　Ga

　　69

　　中分辨

　　Pr

　　141

　　中分辨

　　U

　　238

　　中分辨

　　Ge

　　72

　　高分辨

　　Nd

　　146

　　中分辨

　　—

　　—

　　—

　　As

　　75

　　中分辨

　　Sm

　　147

　　中分辨

　　—

　　—

　　—

　　2

　　GB/T 13748.24—2025

　　7 样品

　　样品应制备成所需要的几何形状，分析面应平坦光滑，尺寸应能放入辉光放电离子源内。

　　8 试验步骤

　　8.1 样品处理

　　样品经过机械切割加工成合适的尺寸，用无水乙醇(5.1) 清洗样品表面油污，再用水清洗，然后用硝酸(5.2) 清洗样品表面，用水反复冲洗干净后，用氮气(5.5) 吹干，立即测定。

　　8.2 仪器准备工作

　　优化辉光放电条件，调节仪器参数，得到分析时所需的质量分辨率、合适的信号强度和合适的基体质量扫描峰形状。测定背景监控样品(5.3) ，观察被测元素的背景情况。

　　8.3 相对灵敏度因子的测定

　　8.3.1 半定量分析

　　半定量分析时，仪器软件中的“典型相对灵敏度因子”可作为被测元素的相对灵敏度因子使用。

　　8.3.2 定量分析

　　在相同测试条件下对镁标准物质/标准样品(5.4) 进行独立测定，按公式(1) 计算出在特定辉光放电条件下镁标准物质/标准样品(5.4) 中元素 X 的相对灵敏度因子(RSFX/Mg) ，并作为被测元素的相对灵敏度因子用于测定，数值无量纲，计算结果保留至小数点后 2 位，数值修约按 GB/T 8170 的规定

　　执行。

　　RS FX=Mg …………………………(1)

　　式中：

　　wX ─元素X的质量分数，单位为微克每克 (μg/g);

　　AXi ─元素X的i同位素丰度;

　　IMg j ─元素Mg的j同位素谱峰强度，单位为计数每秒(计数/s);

　　wMg ─基体元素Mg的质量分数定义为1.00×106 ，单位为微克每克 (μg/g);

　　AMg j ─基体元素Mg的j同位素丰度;

　　IXi ─元素X的i同位素谱峰强度，单位为计数每秒(计数/s)。

　　8.4 测定

　　8.4.1 将制备好的样品装入辉光放电质谱仪离子源中，采用相应被测元素的相对灵敏度因子开启辉光放电进行测定。

　　8.4.2 在正式采集数据前选择适当的电流进行预溅射，以清除样品表面的污染。

　　8.4.3 将辉光放电离子源溅射条件调节到分析所需的条件，在氩气(5.6) 气氛条件下，进行测定 。待信号稳定后，同一溅射点连续采集 3 个测定数据。

　　8.4.4 若精密度满足 10.1 的要求，取其平均值作为测定结果 。若测定结果不满足 10.1 的要求时，可按

　　3

　　GB/T 13748.24—2025

　　以下方式之一进行处理。

　　—重新加工分析面，并根据样品尺寸选取溅射点连续采集3个测定数据进行重复测定 。重复测定结果满足10.1的要求时，取重复测定结果的平均值，重复测定结果仍不满足10.1的要求时，将3次测定结果记录于试验报告中。

　　—若试样无法重新加工，将3次测定结果记录于试验报告中。

　　9 试验数据处理

　　被测元素含量以微克每克 (μg/g)表示，分析结果由计算机直接给出。当含量小于 1 μg/g 时，结果保留2 位有效数字;当含量不小于 1 μg/g 时，结果保留3 位有效数字，数值修约按 GB/T 8170 的规定执行。

　　10 精密度

　　10.1 实验室内的相对偏差

　　在同一实验室，由同一操作者使用相同设备，按照相同的测试方法，并在短时间内对同一被测对象相互独立进行测试获得的 2 次独立测试结果的相对偏差不超过表 3 所列的实验室内相对偏差。

　　表 3 实验室内相对偏差

　　测定范围

　　μg/g

　　相对偏差 %

　　0.010～0.050

　　100

　　>0.050～1.00

　　80

　　>1.00～50.0

　　40

　　10.2 实验室间的相对偏差

　　在不同的实验室，由不同的操作者使用不同的设备，按相同的测试方法，对同一被测对象相互独立进行测试获得的 2 次独立测试结果的相对偏差不超过表 4 所列的实验室间相对偏差。

　　表 4 实验室间相对偏差

　　测定范围

　　μg/g

　　相对偏差 %

　　0.010～0.050

　　150

　　>0.050～1.00

　　100

　　>1.00～50.0

　　50

　　11 试验报告

　　试验报告应至少给出以下内容：

　　—试验对象;

　　—本文件编号;

　　4

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　　—分析结果及其表示;

　　—与基本分析步骤的差异;

　　—观察到的异常现象;

　　—试验日期。

　　5