GB/T 4698.2-2011 海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 铁量的测定

　　ICS 77. 120. 50 H 64

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 4698.2—2011代替 GB/T 4698. 2—1996

　　海绵钛、钛及钛合金化学分析方法

　　铁量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisoftitanium sponge,titanium and titanium alloys—

　　Determination ofiron content

　　2011-05-12发布 2012-02-01实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 4698.2—2011

　　前 言

　　本部分代替 GB/T 4698. 2—1996《海绵钛 、钛及钛合金化学分析方法 1, 10-二氮杂菲分光光度法测定铁量》。

　　本部分与 GB/T 4698. 2—1996相比主要变化如下 :

　　— 增加了原子吸收光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法 。

　　本部分修改采用 ISO 22960:2008《钛及钛合金-铁量的测定-1,10-二氮杂菲分光光度法》(方法一) 、 ISO 22961:2008《钛及钛合金-铁量的测定-原子吸收光谱法》(方法二)和 ISO 22962:2008《钛及钛合金-铁量的测定-电感耦合等离子体原子发射光谱法》(方法三) 。

　　本部分与 ISO 22960:2008、ISO 22961:2008、22962:2008的章条号对照情况见附录 A。

　　本部分与 ISO 22960:2008、ISO 22961:2008、22962:2008相比存在技术性差异 ,这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直单线( │ )进行了标示 , 附录 B 给出了相应技术性差异及其原因一览表 。

　　本部分的方法一为仲裁分析方法 。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归 口 。

　　本部分方法一起草单位 :西北有色金属研究院 、宝钛集团有限公司 、北京有色金属研究院 、西部金属材料股份有限公司 、四川恒为制钛科技有限公司 。

　　本部分方法二起草单位 :西北有色金属研究院 、北京有色金属研究院 、西部金属材料股份有限公司 、四川恒为制钛科技有限公司 。

　　本部分方法三起草单位 :宝钛集团有限公司 、西北有色金属研究院 、北京有色金属研究院 、西部金属材料股份有限公司 、四川恒为制钛科技有限公司 。

　　本部分方法一 主 要 起 草 人 : 李 波 、禄 妮 、张 磊 、朱 梅 生 、黄 永 红 、李 震 乾 、佟 伶 、李 满 芝 、朱 广 路 、刘家荣 。

　　本部分方法二主要起草人 :李波 、杨平平 、孙宝莲 、吴秦建 、张卓 、李艳芬 、朱广路 、李凤玲 。

　　本部分方法三主要起草人 :黄永红 、李剑 、雷小燕 、王晓艳 、李波 、童坚 、张卓 。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为 :

　　—GB/T 4698. 2—1984;

　　—GB/T 4698. 2—1996。

　　Ⅰ

　　GB/T 4698.2—2011

　　海绵钛、钛及钛合金化学分析方法

　　铁量的测定

　　1 范围

　　本部分规定了海绵钛 、钛及钛合金中铁含量的测定方法 。

　　本部分适用于海绵钛 、钛及钛合金中铁含量的测定 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的 。凡是注 日期的引用文件 ,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是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(ISO 3696,MOD)

　　GB/T 12806 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶(ISO 1042,EQV)

　　GB/T 12808 实验室玻璃仪器 单标线吸量管(ISO 648,EQV)

　　GB/T 12809 实验室玻璃仪器 玻璃量器的设计和结构原则(ISO 384,EQV)

　　GB/T 12810 实验室玻璃仪器 玻璃量器的容量校准和使用方法(ISO 4787,IDT)

　　3 总则

　　3. 1 除非另有说明 ,在分析中仅使用确认的分析纯试剂 ;所用水为蒸馏水或去离子水或相当纯度的水 ,应符合 GB/T 6682的规定 。

　　3. 2 所 用 仪 器 均 应 在 检 定 周 期 内 , 其 性 能 应 达 到 检 定 要 求 的 技 术 参 数 指 标 ; 玻 璃 容 器 使 用GB/T 12808、GB/T 12809、GB/T 12806中规定的 A级 ,具体使用方法参照 GB/T 12810的要求 。

　　4 方法一 1, 10-二氮杂菲分光光度法

　　4. 1 测定范围

　　铁的测定范围为 0. 005% ~ 2. 00%(质量分数) 。

　　4. 2 方法原理

　　试料用盐酸-氢氟酸溶解 ,加入硝酸氧化钛 。 加入硼酸 ,酒石酸 , 乙酸铵和盐酸羟胺 。 加入 1, 10-二氮杂菲生成 1,10-二氮杂菲铁络合物 ,分光光度计测定其铁含量 。

　　4. 3 试剂

　　4. 3. 1 盐酸(1+1) :缓慢地将 500 mL盐酸(ρ1. 16g/mL~ 1. 19g/mL)加入到 500 mL水中 。

　　4. 3. 2 硝酸(1+1) :缓慢地将 500 mL硝酸(ρ1. 42g/mL)加入到 500 mL水中 。

　　4. 3. 3 氢氟酸(1+1) :小心 、缓慢地将 100 mL氢氟酸(ρ1. 14g/mL)加入到 100 mL水中 。

　　4. 3. 4 硼酸 。

　　1

　　GB/T 4698.2—2011

　　4. 3. 5 酒石酸(200g/L) 。

　　4. 3. 6 乙酸铵(500g/L) 。

　　4. 3. 7 盐酸羟胺溶液(100g/L) 。

　　4. 3. 8 1,10-二氮杂菲溶液(2g/L) :溶解 2. 0 g 1, 10-二氮杂菲于 100 mL 乙醇(体积百分含量不小于95%)中 ,用水稀释至 1 000 mL。

　　4. 3. 9 铁标准溶液

　　4. 3. 9. 1 铁标准贮存溶液(0. 500 mg/mL) : 准确称取 0. 500 g 金属铁(wFe≥99. 9%) 于 300 mL烧杯中(精确至 0. 000 1 g) ,加入 30 mL盐酸(4. 3. 1)加热溶解 。加入 5 mL硝酸(4. 3. 2)氧化铁 ,继续加热驱除氮的氧化物 。冷却 ,移入 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　4. 3. 9. 2 铁标准溶液(0. 050 mg/mL) :移取 10. 00 mL铁标准贮存溶液(4. 3. 9. 1) 于 100 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。使用时配制 。

　　4. 4 仪器

　　4. 4. 1 分析天平 :可精确至 0. 1 mg。

　　4. 4. 2 分光光度计 。

　　4. 5 试样

　　4. 5. 1 取样

　　海绵钛 、钛及钛合金的取样应按照已颁布的相应标准方法进行 。

　　4. 5. 2 试料

　　按表 1称取试料 ,精确至 0. 000 1 g。

　　表 1 试料量和分取试液体积

　　铁含量/ %

　　试料量/

　　g

　　分取试液体积/ mL

　　0. 005~ 0. 1

　　1. 0

　　20. 00

　　>0. 1~ 0. 4

　　1. 0

　　10. 00

　　>0. 4~ 0. 8

　　0. 50

　　10. 00

　　>0. 8~ 2. 0

　　0. 20

　　10. 00

　　4. 6 分析步骤

　　4. 6. 1 测定次数

　　独立地进行两次测定 ,取其平均值 。

　　4. 6. 2 空白试验

　　随同试料做空白试验 。

　　4. 6. 3 工作曲线的绘制

　　4. 6. 3. 1 移取 0. 00mL、2. 00mL、4. 00mL、6. 00mL、8. 00mL铁标准溶液(4. 3. 9. 2) ,于 5个100 mL容量瓶中 。加入 15 mL酒石酸溶液(4. 3. 5) ,25 mL乙酸铵溶液(4. 3. 6) ,5 mL盐酸羟胺溶液(4. 3. 7) ,用水稀释至约 80 mL,混匀 。

　　4. 6. 3. 2 加入 10 mL 1,10-二氮杂菲溶液(4. 3. 8) ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　4. 6. 3. 3 室温放置 20 min后 ,移取部分溶液于 1 cm 吸收皿中 , 以水为参比 ,测定标准溶液的吸光度 。

　　2

　　GB/T 4698.2—2011

　　以铁的质量浓度(mg/100 mL) 为 横 坐 标 , 吸 光 度 为 纵 坐 标 绘 制 工 作 曲 线 。 确 保 线 性 相 关 系 数 优 于0. 999。平行移动相关曲线 ,使之通过坐标原点 。

　　4. 6. 4 测定

　　4. 6. 4. 1 将试料(4. 5. 2)置于 200 mL聚四氟乙烯烧杯中 。

　　4. 6. 4. 2 加入 10 mL盐酸(4. 3. 1) , 5 mL 氢氟酸(4. 3. 3) , 盖上聚乙烯 表 面 皿 , 水 浴 加 热 溶 解 , 加 入3 mL 硝酸(4. 3. 2)继续加热驱除氮的氧化物 。加入 3 g硼酸(4. 3. 4) ,搅拌溶解 ,冷却至室温 。

　　4. 6. 4. 3 将试液移入 100mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。按表 1分取部分溶液两份(A和 B)于100 mL容量瓶中 。分别加入 15 mL酒石酸溶液(4. 3. 5) ,25 mL 乙酸铵溶液(4. 3. 6) , 5 mL盐酸羟胺溶液(4. 3. 7) ,用水稀释至约 70 mL,混匀 。

　　4. 6. 4. 4 在 A 溶液中加入 10 mL 1, 10-二氮杂菲溶液(4. 3. 8) , 如试料中含铜 ,镍等 ,则补 加 10 mL 1,10-二氮杂菲溶液(4. 3. 8) ,用水稀释至刻度 ,混匀 。B溶液用水稀释至刻度 ,混匀 ,作为参比溶液 。

　　4. 6. 4. 5 在室温下放置 20 min后 ,移取部分溶液 A 于 1 cm 比色皿中 , 以 B溶液为参比 , 于分光光度计波长 510 nm 处测量其吸光度 ,从工作曲线(4. 6. 3)上查出相应的铁量 。

　　4. 7 分析结果的计算

　　铁含量以铁的质量分数 wFe计 ,数值以 %表示 ,按式(1)计算 :

　　wFe …………………………( 1 )

　　式中 :

　　ρ1— 分取试液中铁质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　ρ2— 空白溶液中铁质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　V— 分取试液的体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　m— 试料质量 ,单位为克(g) 。

　　所得结果表示至小数点后第三位 。

　　同一试样两次测定结果的差值不超过相应的允许差范围[式(2) 、式(3) 、式(4)] 。如果超过 ,应重新进行分析 。

　　4. 8 精密度

　　本方法的允许差按式(2) 、式(3)和式(4)表示 。

　　重复性限 :

　　2. 8 × [0. 005 5 × (wFe) + 0. 0010] % ( 2 )

　　实验室内再现性限 :

　　2. 8 × [0. 008 3 × (wFe) + 0. 0010] % ( 3 )

　　实验室间再现性限 :

　　2. 8 × [0. 023 3 × (wFe) + 0. 000 8] % ( 4 )

　　5 方法二 原子吸收光谱法

　　5. 1 测定范围

　　铁的测定范围为 0. 01% ~ 2. 00%(质量分数) 。

　　5. 2 原理

　　试料用盐酸和氢氟酸溶解 ,加入硝酸氧化钛 、铁及其他元素 。然后加入硼酸 ,用原子吸收光谱仪测

　　3

　　GB/T 4698.2—2011

　　量试液中铁浓度 。

　　5. 3 试剂

　　5. 3. 1 盐酸(1+1) :将 500 mL盐酸(ρ1. 16g/mL~ 1. 19g/mL)缓慢加入到 500 mL水中 。

　　5. 3. 2 硝酸(1+1) :将 500 mL硝酸(ρ1. 42 g/mL)缓慢加入到 500 mL水中 。

　　5. 3. 3 氢氟酸(1+1) :将 100 mL氢氟酸(ρ1. 14g/mL)缓慢加入到 100 mL水中 。

　　5. 3. 4 硼酸 。

　　5. 3. 5 纯钛

　　wTi≥99. 95% ,铁含量已知且应尽可能的低 。如果铁含量未知 ,应采用方法一准确测定 。

　　5. 3. 6 铁标准溶液

　　5. 3. 6. 1 铁标准贮存溶液(0. 500 mg/mL)

　　称取 0. 500g金属铁[wFe≥99. 9%]于 300mL烧杯中(精确至 0. 0001 g) ,加入 30mL盐酸(5. 3. 1)加热溶解 。加入 5 mL硝酸(5. 3. 2)氧化铁 ,继续加热驱除氮的氧化物 。冷却 ,移入 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　5. 3. 6. 2 铁标准溶液(0. 050 mg/mL)

　　移取 10. 00 mL铁标准贮存溶液(5. 3. 6. 1) 于 100 mL容量瓶中 , 用水稀释至刻度 , 混匀 。使用时配制 。

　　5. 4 仪器

　　5. 4. 1 分析天平 :可精确至 0. 1 mg。

　　5. 4. 2 火焰原子吸收光谱仪 ,采用空气/乙炔火焰 ,波长 248. 3 nm。

　　5. 5 试样

　　5. 5. 1 试样要求

　　海绵钛 、钛及钛合金的取样应按照已颁布的标准方法进行 。

　　5. 5. 2 试料

　　称取 0. 50 g试料 ,精确至 0. 000 1 g。

　　5. 6 分析步骤

　　警告:应按照原子吸收光谱仪器使用规程点燃和熄灭空气-乙炔燃烧器 , 以避免可能的爆炸危险。

　　5. 6. 1 测定次数

　　独立地进行两份试料测定 ,取其平均值 。

　　5. 6. 2 空白试验

　　随同试料以纯钛(5. 3. 5)做空白试验 。

　　5. 6. 3 标准溶液的制备

　　5. 6. 3. 1 总则

　　标准溶液的制备按照 5. 6. 3. 2、5. 6. 3. 3进行 。

　　5. 6. 3. 2 wFe≤0. 1%

　　5. 6. 3. 2. 1 称取 6份纯钛(5. 3. 5) ,每份 0. 50 g,置于 200 mL聚乙烯烧杯中 。

　　5. 6. 3. 2. 2 加入 10 mL盐酸(5. 3. 1)和 5 mL氢氟酸(5. 3. 3) ,盖上聚乙烯表面皿 ,水浴加热溶解 。加入 3 mL硝酸(5. 3. 2) ,加热驱除氮的氧化物 。加入 3 g硼酸(5. 3. 4) ,搅拌溶解 ,冷却至室温 。

　　5. 6. 3. 2. 3 将 溶 液 移 至 100 mL 容 量 瓶 中 , 分 别 加 入 0. 00 mL、2. 00 mL、4. 00 mL、6. 00 mL、 8. 00 mL、10. 00 mL铁标准溶液(5. 3. 6. 2) ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　4

　　GB/T 4698.2—2011

　　5. 6. 3. 3 wFe>0. 1%

　　5. 6. 3. 3. 1 称取 6份纯钛(5. 3. 5) ,每份 0. 50 g,置于 200 mL聚乙烯烧杯中 。

　　5. 6. 3. 3. 2 加入 10 mL盐酸(5. 3. 1)和 5 mL氢氟酸(5. 3. 3) ,盖上聚乙烯表面皿 ,水浴加热溶解 。加入 3 mL硝酸(5. 3. 2) ,继续加热驱除氮的氧化物 。加入 3 g硼酸(5. 3. 4) ,搅拌溶解 ,冷却至室温 。

　　5. 6. 3. 3. 3 将溶液转移至 100 mL容量瓶中 。

　　5. 6. 3. 3. 4 按表 2 移取部分溶液至 6 个 100 mL容量瓶 ,并补加盐酸(5. 3. 1) 。分别加入 0. 00 mL、 2. 00 mL、4. 00 mL、6. 00 mL、8. 00 mL、10. 00 mL铁标准溶液(5. 3. 6. 2) ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　5. 6. 4 试液的制备

　　5. 6. 4. 1 将试料(5. 5)移至 200 mL聚乙烯烧杯 。

　　5. 6. 4. 2 加入 10 mL盐酸(5. 3. 1)和 5 mL氢氟酸(5. 3. 3) ,盖上聚乙烯表面皿 ,水浴加热溶解 。加入3 mL硝酸(5. 3. 2) , 加 热 驱 除 氮 的 氧 化 物 。 加 入 3 g 硼 酸 (5. 3. 4) , 搅 拌 溶 解 。 冷 却 后 将 溶 液 移 至100 mL 容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　5. 6. 4. 3 试料中铁含量 >0. 1%时 ,按表 2分移取部分溶液于 100 mL容量瓶中 ,并补加盐酸(5. 3. 1) ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　表 2 铁含量和分取试液体积

　　铁含量/ %

　　分取试液体积/ mL

　　加入盐酸(5. 3. 1)量/

　　mL

　　>0. 10~ 0. 50

　　20. 00

　　8. 0

　　>0. 50~ 2. 00

　　5. 00

　　9. 5

　　5. 6. 5 测定

　　5. 6. 5. 1 总则

　　仪器应配有由厂家推荐的铁元素空心阴极灯 ,波长设定在 248. 3 nm 处 ,用空气-乙炔贫燃性火焰进行测定 。 当设备具有计算机系统控制功能时 ,工作曲线的建立 、校标(漂移校正 、标准化 、重新校准)和铁含量的测定应按照计算机软件操作说明书的要求进行 。

　　5. 6. 5. 2 工作曲线的绘制

　　在波长 248. 3 nm 处 ,用空气/乙炔贫燃性火焰 , 以水调零 ,测定标准溶液的吸光度 。 以铁含量为横坐标(mg/100mL) , 吸光度为纵坐标绘制工作曲线 。平行移动相关曲线 ,使之通过坐标原点 。

　　5. 6. 5. 3 试液的测定

　　在波长 248. 3 nm 处 ,用空气/乙炔贫燃性火焰 , 以水调零 ,测定试液的吸光度 ,从工作曲线查出相应的铁的质量浓度(mg/100mL) 。

　　5. 7 分析结果计算

　　5. 7. 1 wFe≤0. 1%

　　铁含量以铁的质量分数 wFe计 ,数值以 %表示 ,按式(5)计算 :

　　wFe

　　式中 :

　　ρ1— 试液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　ρ2— 空白溶液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　ρ3— 5. 6. 3. 2 中纯钛(5. 3. 5)溶液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　m— 试料质量 ,单位为克(g) 。

　　5

　　GB/T 4698.2—2011

　　所得结果表示至小数点后第三位 。

　　同一试样两次平行分析结果的差值不超过相应的允许差范围[式(7) 、式(8) 、式(9)] 。如果超过 ,应重新进行分析 。

　　5. 7. 2 wFe>0. 1%

　　铁含量以铁的质量分数 wFe计 ,数值以 %表示 ,按式(6)计算 :

　　wFe

　　式中 :

　　ρ3— 5. 6. 3. 3 中纯钛(5. 3. 5)溶液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　ρ4— 分取试液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　ρ5— 分取空白溶液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　V— 分取试液体积 ,单位为毫升(mL) ;

　　m— 分取试液中试料质量 ,单位为克(g) 。

　　所得结果表示至小数点后第三位 。

　　同一试样两次测定结果的差值不超过相应的允许差范围[式(7) 、式(8) 、式(9)] 。如果超过 ,应重新进行分析 。

　　5. 8 精密度

　　本方法的允许差按式(7) 、式(8)和式(9)表示 。

　　重现性限 :

　　2. 8 × [0. 010 0 × (wFe) + 0. 000 4] % ( 7 )

　　实验室内再现性限 :

　　2. 8 × [0. 014 9 × (wFe) + 0. 000 4] % ( 8 )

　　实验室之间再现性限 :

　　2. 8 × [0. 0270 × (wFe) + 0. 002 3] % ( 9 )

　　6 方法三 电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　6. 1 测定范围

　　铁的测定范围为 0. 01% ~ 3. 0%(质量分数) 。

　　6. 2 方法原理

　　试料用硝酸和氢氟酸或硫酸和氢氟酸溶解 ,使用电感耦合等离子体(ICP)-原子发射光谱仪测定试样中铁的含量 。

　　6. 3 试剂

　　6. 3. 1 盐酸(1+1) :将 500 mL盐酸(ρ1. 16g/mL~ 1. 19g/mL)缓慢地加入到 500 mL水中 。

　　6. 3. 2 硝酸(ρ1. 42 g/mL) 。

　　6. 3. 3 硝酸(1+1) :将 500 mL硝酸(ρ1. 42 g/mL)缓慢地加入到 500 mL水中 。

　　6. 3. 4 氢氟酸(1+1) :将 100 mL氢氟酸(ρ1. 14g/mL)小心 、缓慢地加入到 100 mL水中 。

　　6. 3. 5 硫酸(1+1) :将 500 mL硫酸(ρ1. 84g/mL)缓慢地加入到 500 mL水中 ,冷却 。

　　6. 3. 6 硫酸(1+3) :将 100 mL硫酸(ρ1. 84g/mL)缓慢地加入到 300 mL水中 ,冷却 。

　　6

　　GB/T 4698.2—2011

　　6. 3. 7 纯钛 :wTi≥99. 95% ,铁含量已知并应尽可能的低 。如铁含量未知 ,应采用方法 1 准确测定 。

　　6. 3. 8 钴溶液(1mg/mL) :准确称取 1. 00 g 纯钴(wCo≥99. 5%)至 300 mL烧杯中 ,加入 40 mL硝酸(6. 3. 3) ,加热溶解 ,冷却后转入 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 3. 9 钇溶液(1 mg/mL) : 准 确 称 取 1. 27 g 三 氧 化 二 钇(wY2O3 ≥99. 5%) 至 300 mL 烧 杯 中 , 加 入20 mL 盐酸(6. 3. 1) ,加热溶解 ,冷却后转入 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 3. 10 镧溶液(1mg/mL) : 准确称取 1. 17 g 三氧化二镧(wLa2O3 ≥99. 5%) 至 300 mL烧杯中 , 加入20 mL 盐酸(6. 3. 1) ,加热溶解 ,冷却后转入 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 3. 11 铁标准溶液(1. 000 mg/mL) :准确称取 1. 0000 g金属铁(wFe≥99. 9%)至 500mL烧杯中 ,加入 60mL盐酸(6. 3. 1) ,加热溶解 ,再加入 10mL硝酸(6. 3. 3)将铁由低价氧化成高价 ,加热至无棕色氮氧烟雾产生 ,冷却后移入 1 000 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 4 仪器

　　6. 4. 1 聚乙烯烧杯和表面皿 。

　　6. 4. 2 聚四氟乙烯(PTFE)烧杯和表面皿 。

　　6. 4. 3 分析天平 :可精确到 0. 1 mg。

　　6. 4. 4 电感耦合 等 离 子 体 原 子 发 射 光 谱 仪 : 应 具 备 同 时 测 定 Fe 238. 20 nm、259. 94 nm , 内 标 元 素Co228. 62 nm、Y 371. 03 nm、La398. 85 nm、Ti255. 60 nm 或 Ti333. 21 nm 等谱线的能力 。采用硝酸和氢氟酸溶解样品(6. 6. 3. 2)时推荐使用耐氢氟酸雾化器 。

　　6. 5 试样

　　6. 5. 1 取样

　　海绵钛 、钛及钛合金的取样应按照已颁布的标准方法进行 。

　　6. 5. 2 试料

　　称取 0. 500 g试料 ,精确至 0. 000 1 g。

　　6. 6 分析步骤

　　6. 6. 1 测定次数

　　独立地进行两次测定 ,取其平均值 。

　　6. 6. 2 空白试验

　　随同试料以纯钛(6. 3. 7)做空白试验 。

　　6. 6. 3 标准溶液的制备

　　6. 6. 3. 1 总则

　　标准溶液的制备按照 6. 6. 3. 2、6. 6. 3. 3 或 6. 6. 3. 4进行 。

　　6. 6. 3. 2 硝酸和氢氟酸溶解试样(适用于 6. 6. 4. 2) 。

　　6. 6. 3. 2. 1 称取 4份纯钛(6. 3. 7) ,每份 0. 50 g,移至 200 mL聚乙烯烧杯中 。

　　6. 6. 3. 2. 2 加入 50 mL硝酸(6. 3. 3) 和 10 mL氢氟酸(6. 3. 4) ,盖上聚乙烯表面皿 ,水浴加热完全溶解 。继续加热煮沸驱除氮的氧化物 。冷却至室温 。

　　6. 6. 3. 2. 3 取下表面皿 ,分别移取 0. 00 mL、5. 00 mL、10. 00 mL、15. 00 mL铁标准溶液(6. 3. 11) ,将溶液移入 100 mL容量瓶中 。

　　6. 6. 3. 2. 4 加入 5. 0 mL钴内标溶液(6. 3. 8) ,用水稀释至刻度 ,混匀 ,并立刻将溶液转移至干燥的聚乙烯或聚四氟乙烯瓶中保存 。

　　6. 6. 3. 3 硫酸和氢氟酸溶解试样(适用于 6. 6. 4. 3) 。

　　6. 6. 3. 3. 1 称取 4份纯钛(6. 3. 7) ,每份 0. 50 g,置于 200 mL聚四氟乙烯烧杯中 。

　　7

　　GB/T 4698.2—2011

　　6. 6. 3. 3. 2 加入 20mL硫酸(6. 3. 5)和 4 mL氢氟酸(6. 3. 4) ,盖上聚四氟乙烯表面皿 ,低温加热溶解 。如果溶解不完全 ,可加入少量氢氟酸(6. 3. 4)继续低温加热至完全溶解 。加入 4 mL硝酸(6. 3. 3) 并加

　　热 2 min~ 3 min。

　　6. 6. 3. 3. 3 取下表面皿 ,继续加热至冒白烟约 3 min~ 5 min。冷却至室温后 ,用少量水冲洗烧杯壁 ,加热至冒浓白烟 2 min~ 3 min。

　　6. 6. 3. 3. 4 烧杯中残留的硫酸量将影响发射强度 。 因此 ,建议残留的硫酸体积应保持恒定 。也可采用内标法消除影响 。

　　6. 6. 3. 3. 5 冷却至室温 ,加入 20 mL盐酸(6. 3. 1)和少量水溶解盐类 。

　　6. 6. 3. 3. 6 分 别 加 入 0. 00 mL、5. 00 mL、10. 00 mL、15. 00 mL铁 标 准 溶 液(6. 3. 11) , 将 溶 液 移 入100 mL 容量瓶中 。

　　6. 6. 3. 3. 7 加入 5. 0 mL钴(6. 3. 8) 、钇(6. 3. 9)或镧(6. 3. 10)内标液 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 6. 3. 4 用硫酸溶解试样(适用于 6. 6. 4. 4) 。

　　6. 6. 3. 4. 1 称取 4份纯钛(6. 3. 7) ,每份 0. 50 g,置于 100 mL锥形瓶中 。

　　6. 6. 3. 4. 2 加入 40 mL硫酸(6. 3. 6) ,缓慢加热至钛完全溶解(加水保持体积恒定) 。逐滴加入硝酸(6. 3. 2)使钛氧化 ,继续加热至溶液冒白烟 ,冷却至室温 。

　　6. 6. 3. 4. 3 取下表面皿 ,分别加入 0. 00 mL、5. 00 mL、10. 00 mL、15. 00 mL铁标准溶液(6. 3. 11) ,将溶液移入 100 mL容量瓶 。用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 6. 4 试液的制备

　　6. 6. 4. 1 总则

　　试液的制备按 6. 6. 4. 2、6. 6. 4. 3 或 6. 6. 4. 4进行 。

　　6. 6. 4. 2 硝酸和氢氟酸溶解试样 。

　　注 : 本方法适用于钛(包括商业纯钛)及钛合金中铁的测定 。

　　6. 6. 4. 2. 1 将试料置于 200 mL聚乙烯烧杯中 。

　　6. 6. 4. 2. 2 加入 50mL硝酸(6. 3. 3)和 10mL氢氟酸(6. 3. 4) ,盖上聚乙烯表面皿 ,水浴加热至完全溶解 。继续加热驱除氮的氧化物 。冷却至室温 。

　　6. 6. 4. 2. 3 取下表面皿 ,将溶液移入 100 mL容量瓶中 。

　　6. 6. 4. 2. 4 加入 5. 0 mL钴内标溶液(6. 3. 8) ,用水稀释至刻度 ,混匀 ,并立刻转移至干燥的聚乙烯或聚四氟乙烯瓶中保存 。

　　6. 6. 4. 3 硫酸和氢氟酸溶解试样 。

　　注 : 本方法适用于钛(包括商业纯钛)及钛合金中铁的测定 。

　　6. 6. 4. 3. 1 将试料置于 200 mL聚四氟乙烯烧杯中 。

　　6. 6. 4. 3. 2 加入 20 mL硫酸(6. 3. 5)和 4 mL氢氟酸(6. 3. 4) ,盖上聚四氟乙烯表面皿 ,低温加热分解试样 。如果溶解不完全 ,可加入少量氢氟酸(6. 3. 4) 继续加热至分解完全 。 加入 4 mL硝酸(6. 3. 3) 加热 2 min~ 3 min。

　　6. 6. 4. 3. 3 取下表面皿 ,继续加热至冒白烟约 3 min~ 5 min,冷却至室温 ,用少量水冲洗杯壁 ,加热至冒浓白烟 2 min~ 3 min。

　　6. 6. 4. 3. 4 烧杯中残留的硫酸量将影响发射强度 。 因此 ,建议残留的硫酸体积应保持恒定 。也可采用内标法消除影响 。

　　6. 6. 4. 3. 5 冷却至室温 ,加入 20 mL盐酸(6. 3. 1)和少量水溶解盐类 。

　　6. 6. 4. 3. 6 冷却至室温后 ,移入 100 mL容量瓶中 。

　　6. 6. 4. 3. 7 加入 5. 0 mL钴(6. 3. 8) 、钇(6. 3. 9)或镧(6. 3. 10)内标液 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 6. 4. 4 用硫酸溶解样品(用钛作内标) 。

　　注 : 本方法用钛作内标 ,仅适用于商业纯钛中铁的测定 。

　　8

　　GB/T 4698.2—2011

　　6. 6. 4. 4. 1 将试料置于 100 mL锥形瓶中 。

　　6. 6. 4. 4. 2 加入 40 mL硫酸(6. 3. 6) ,缓慢加热至钛完全溶解(加水保持体积恒定) 。逐滴加入硝酸(6. 3. 2)使钛氧化 ,继续加热至冒白烟 ,冷却至室温 。

　　6. 6. 4. 4. 3 移入 100 mL容量瓶中 ,用水稀释至刻度 ,混匀 。

　　6. 6. 5 测定

　　6. 6. 5. 1 总则

　　6. 6. 5. 1. 1 检查各系统的连接 , 开启仪器 ,选择恰当的背景校正位置 , 然后点燃等离子体火焰 , 稳 定30 min。

　　6. 6. 5. 1. 2 在原子发射光谱仪上 ,利用内标法测定发射强度 。

　　6. 6. 5. 1. 3 当设备具有计算机系统控制功能时 ,工作曲线的建立 、校标(漂移校正 、标准化 、重新校准)和铁含量的测定应按照计算机软件操作说明书的要求进行 。

　　6. 6. 5. 2 工作曲线的绘制

　　用 ICP原子发射光谱仪测定标准溶液 。在表 3 给出的相应波长下同时测定铁和内标元素(Co,Y, La或 Ti)的发射强度 。

　　根据式(10)计算铁和内标元素的发射强度比 。

　　R= IFe/IIS …………………………( 10 )

　　式中 :

　　R — 铁和内标元素的发射强度比 ;

　　IFe — 铁的发射强度 ;

　　IIS — 内标元素的发射强度 。

　　以铁的质量浓度(mg/100mL)为横坐标 ,发射强度比为纵坐标绘制工作曲线 。确保线性相关系数优于 0. 999。平行移动相关曲线 ,使之通过坐标原点 。

　　表 3 测定元素及波长

　　元 素

　　波长/nm

　　Fe

　　238. 20或 259. 94

　　Co

　　228. 62

　　Y

　　371. 03

　　La

　　398. 85

　　Ti

　　255. 60或 333. 21a

　　a 如果 Fe在 238. 20 nm 测量 ,则 Ti255. 59 nm 应作为内标线 ;如果 Fe在 259. 94 nm 测量 ,则 Ti333. 211 nm 应作为内标线 。

　　6. 6. 5. 3 试液的测定

　　用 ICP原子发射光谱仪测定试液 。在表 3 给出的相应波长下同时测定铁和内标元素(Co,Y,La或Ti)的发射强度 。根据式(10)计算铁和内标元素的发射强度比 。从工作曲线上查出试液中相应的铁的质量浓度(mg/100mL) 。

　　6. 7 分析结果的计算

　　铁含量以铁的质量分数 wFe计 ,数值以 %表示 ,按式(11)计算 :

　　wFe

　　9

　　GB/T 4698.2—2011

　　式中 :

　　ρ6— 试液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　ρ7— 空白溶液中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/100mL) ;

　　ρ8— 6. 6. 3. 2,6. 6. 3. 3 或 6. 6. 3. 4 中纯钛(6. 3. 7)中铁的质量浓度 ,单位为毫克每 100毫升(mg/ 100 mL) ;

　　m— 试料质量 ,单位为克(g) 。

　　结果表示至小数点后第三位 。

　　同一试样两次测定结果的差值不超过相应的允许差范围 [式(12) 、式(13) 、式(14) 、式(15) 、式(16)或式(17)] 。如果超过 ,应重新进行分析 。

　　6. 8 精密度

　　6. 8. 1 总则

　　本方法的允许差按式(12) 、式(13) 、式(14) 、式(15) 、式(16)和式(17)表示 。

　　6. 8. 2 当铁含量小于 0. 25%时 :

　　重复性限 :

　　2. 8 × [0. 001 88× (wFe) + 0. 000 3] % ( 12 )

　　实验室内再现性限 :

　　2. 8 × [0. 002 75× (wFe) + 0. 000 6] % ( 13 )

　　实验室间再现性限 :

　　2. 8 × [0. 096 5 × (wFe) + 0. 0010] % ( 14 )

　　6. 8. 3 当铁含量大于 0. 25%时 :

　　重复性限 :

　　2. 8 × [0. 007 75× (wFe) + 0. 0010] % ( 15 )

　　实验室内再现性限 :

　　2. 8 × [0. 011 61× (wFe) - 0. 001 57] % ( 16 )

　　实验室间再现性限 :

　　2. 8 × [0. 022 58× (wFe) - 0. 001 7] % ( 17 )

　　10

　　GB/T 4698.2—2011

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　本部分与 ISO 22960:2008、ISO 22961:2008、22962:2008相比的结构变化情况

　　表 A. 1 给出了本部分与 ISO 22960:2008、ISO 22961:2008、22962:2008的章条号对照情况 。

　　表 A. 1 对照情况

　　本标准章条编号

　　对应标准章条号

　　1

　　1[ISO 22960:2008(E) ,ISO 22961: 2008(E) , ISO 2292: 2008 (E)]

　　2

　　2[ISO 22960: 2008(E) , ISO 22961: 2008(E) , ISO 22962: 2008(E)]

　　3. 1

　　4. 1[ISO 22960: 2008(E) , ISO 22961: 2008(E) , ISO 22962: 2008(E)]

　　3. 2

　　5. 2[ISO 22960: 2008(E) , ISO 22961: 2008(E) , ISO 22962: 2008(E)]

　　4,4. 1

　　1[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 2

　　3[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 3

　　4[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 4

　　5[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 5

　　6[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 6,4. 6. 1,4. 6. 2

　　7,7. 1,7. 2[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 6. 3,4. 6. 3. 1,4. 6. 3. 2,4. 6. 3. 3

　　7. 3[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 6. 4,4. 6. 4. 1,4. 6. 4. 2,4. 6. 4. 3,4. 6. 4. 4,4. 6. 4. 5

　　7. 4,7. 5[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 7

　　8[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 8

　　9[ISO 22960:2008(E)]

　　4. 9

　　-[ISO 22960:2008(E)]

　　5,5. 1

　　1(ISO22961:2008(E)]

　　5. 2