GB/T 40915-2021 X射线荧光光谱法测定钠钙硅玻璃中SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO含量

　　ICS 8 1 . 040 . 0 1 CCS Y 22

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 40915—2021

　　X射线荧光光谱法测定钠钙硅玻璃中Sio2、 Al2o3、Fe2o3、K2o、Na2o、Cao、Mgo含量

　　DeterminationofSio2 ,Al2o3 ,Fe2o3 ,K2o，Na2o，Cao，Mgo contentof soda-lime-silicaglassbyX-rayfluorescencespectrometricmethod

　　2021-1 1-26 发布 2022-06-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 40915—202 1

　　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。

　　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。

　　本文件由中国轻工业联合会提出。

　　本文件由全国 日用玻璃标准化技术委员会(SAC/TC 377)归口 。

　　本文件起草单位：广东华兴玻璃股份有限公司、安徽鑫民玻璃股份有限公司、山东景耀玻璃集团有限公司、东华大学、山东华鹏玻璃股份有限公司、国家眼镜玻璃搪瓷制品质量监督检验中心。

　　本文件主要起草人：陈松林、刘凤莲、叶佳意、王贺兰、张大朋、徐晓健、吴嘉许、唐永、赵颖娴、张国踌、孙环宝、王连军、陈任华。

　　GB/T 40915—202 1

　　X射线荧光光谱法测定钠钙硅玻璃中 sio2 、

　　Al2o3、Fe2o3、K2o、Na2o、cao、Mgo含量

　　1 范围

　　本文件描述了钠钙硅玻璃中 SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、K2 O、Na2 O、CaO、MgO 含量的 X 射线荧光光谱测定方法。

　　本文件适用于钠钙硅玻璃中 SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、K2 O、Na2 O、CaO、MgO 含量的测定。

　　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 6005 试验筛 金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板 筛孔的基本尺寸

　　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

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　熔融法 meltingmethod

　　样品与一定比例的混合熔剂和适量脱模剂混合均匀，在一定温度下熔融制成玻璃样片的制样方法。

　　3.2

　　压片法 tablettingmethod

　　样品采用硼酸镶边衬底，或用塑料环等固定，在压样机中压制成样片的制样方法。

　　3.3

　　标准样品 standardsample

　　用于绘制工作曲线的一套已知组成和含量且有一定梯度的样品，与待测样品在化学组成、物理性质等方面一致。 标准样品的组成含量能覆盖定量分析的含量范围。

　　[来源：GB/T 30905—2014,3 . 4,有修改]

　　3.4

　　漂移校正样品 driftcorrectionsample

　　用于校正仪器 X射线强度漂移的样品，要求其元素分析线有适当的强度并可长期保持稳定。

　　[来源：GB/T 30905—2014,3 . 3,有修改]

　　4 原理

　　用熔融法或压片法制成的样片，通过 X 射线管产生初级 X 射线照射到样片表面上，产生的特征X射线经晶体分光后，检测器在选择的特征波长相对应的 2θ 角处测量 X射线荧光强度，根据校准曲线

　　GB/T 40915—202 1

　　和测量的 X射线荧光强度，计算出样品中各元素氧化物的质量分数。

　　5 试剂或材料

　　除非另有说明，所有试剂均为优级纯。

　　5 . 1 熔剂

　　5 . 1 . 1 商品熔剂

　　无水四硼酸锂和偏硼酸锂的混合熔剂[Li2 B4 O7(66.7%) +LiBO2(33.3%)]。

　　5 . 1 . 2 自制熔剂

　　无水四硼酸锂和偏硼酸锂按 2 ∶ 1 质量比充分混合均匀。

　　分别取二份各 1 g 的自制熔剂于坩埚中，置于 1 050 ℃ ± 15 ℃的温度下熔融 10 min,冷却至室温后称重，计算灼烧失量 犔，较大者作为校正熔剂用量。 通常每周测定一次灼烧失量，熔剂应密封保存。

　　按公式(1)计算灼烧失量 犔，按公式(2)计算校正因子 犉：

　　犔=犿1 1 犿2 × 100% …………………………( 1 )

　　犉 …………………………( 2 )

　　式中：

　　犔 — 灼烧失量;

　　犿1 —灼烧前的熔剂质量，单位为克(g) ;

　　犿2 —灼烧后的熔剂质量，单位为克(g) ;

　　犉 — 校正因子。

　　5 . 2 脱模剂

　　碘化铵(或溴化铵)溶液(1 ∶ 1) ：将 100 g碘化铵(或溴化铵)溶于 100 g蒸馏水中。

　　5 . 3 工业硼酸

　　一般工业用硼酸，硼酸(H 3 BO3)质量分数 ≥99 . 0% 。

　　6 仪器设备

　　6 . 1 熔样皿

　　采用铂金合金(95%Pt+5%Au)制成。

　　6 . 2 铸型模

　　采用铂金合金(95%Pt+5%Au)制成。 铸模材料底厚度一般不低于 1 mm,使其不易变形。 熔样皿和铸型模可合二为一 。若样品在熔样皿中熔融后直接成型，则熔样皿底面内壁应平整光滑。

　　6 . 3 熔样机

　　能够使温度保持在 1 150 ℃ ± 15 ℃ ,带有自动转动和摇摆功能。

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　　6 . 4 波长色散 X射线荧光光谱仪

　　端窗铑靶 X射线管。

　　6 . 5 烘箱

　　能够使温度保持在 105 ℃ ± 5 ℃ 。

　　6 . 6 高温炉

　　能够使温度保持在 1 120 ℃ ±20 ℃ 。

　　6 . 7 电子天平

　　精度为 0.000 1 g。

　　6 . 8 搅拌棒

　　镍质或铂质材料制成。

　　6 . 9 干燥器

　　用无色硅胶做干燥剂。

　　6 . 10 自动磨样机(球磨机)

　　磨样罐用不对样品产生污染的材料制成。

　　示例：玛瑙等。

　　6 . 1 1 压样机

　　压力不小于 200 kN。

　　7 样品

　　7 . 1 样品前处理

　　7 . 1 . 1 将样品破碎至 7 mm 以下，按四分法缩分至约 100 g。

　　7 . 1 . 2 将缩分后的样品粉碎至 0 . 5 mm 以下，继续缩分至 20 g。

　　7. 1 .3 为了易于熔融，样品应研磨至小于 75 μm。 可采用以下两种方法获得所需的粒度：

　　a) 机械研磨法采用磨样机将样品研磨至所需粒度;

　　b ) 手工研磨法用玛瑙研钵研磨约 1 min后，用 GB/T 6005 规定的 75 μm 筛子筛分，将筛上剩余

　　物再研磨，再筛分，反复进行，直至所有样品通过。

　　7 . 1 . 4 称量前，应将样品置于 105 ℃ ± 5 ℃的烘箱中烘 1 h,转移至干燥器中冷却至室温。

　　7 . 2 样片制备

　　7 . 2 . 1 方法一(熔融法)

　　7 . 2 . 1 . 1 称量

　　准确称取适量预处理的样品，加入 10 倍量的熔剂于熔样皿中，精确到 0 . 000 1 g,用搅拌棒混匀，加入适量脱模剂。

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　　自制熔剂质量应考虑补偿灼烧失量，通过校正因子 F 计算。

　　7 . 2 . 1 . 2 熔融和浇铸

　　将装入样品的熔样皿放入预先升温至 1 050 ℃的熔样机中，在 1 050 ℃ ± 15 ℃下熔融，熔融过程中，熔样机转动和摇摆熔样皿，使熔融物混匀，熔融 10 min,静置 10 s。

　　取出熔样皿，轻微摇动，使玻璃液均匀覆盖熔样皿底部，放置冷却，形成样片。

　　7 . 2 . 1 . 3 样片要求

　　样片应按下列要求：

　　a) 样片不应有目测到的不熔物、结晶、气泡等;

　　b ) 样片厚度满足 X射线荧光分析要求，测量面为样片与熔样皿底接触面。

　　7 . 2 . 2 方法二(压片法)

　　7 . 2 . 2 . 1 称量

　　分别称取适量预处理的样品和工业硼酸。

　　7 . 2 . 2 . 2 压片

　　采用硼酸作镶边衬底，或用塑料环等固定，在压样机中压片。 设置压样机压力为 200 kN,保持压力

　　20 s 。

　　7 . 2 . 2 . 3 样片要求

　　样片应按下列要求：

　　a) 样片表面应平整光洁、表面均匀，无划痕和裂痕现象等;

　　b ) 样片厚度满足 X射线荧光分析要求。

　　7 . 2 . 3 标准样品

　　已知成分的标准样品应采用与待测样品相同的方法制备。

　　7 . 2 . 4 漂移校正样品

　　漂移校正样品应采用 7 . 2 . 1 和 7 . 2 . 2 两种方法制备。

　　漂移校正样品含有所有校准元素，其浓度应使其计数率的统计误差小于或等于校准元素的计数率统计误差。

　　8 试验步骤

　　8 . 1 测定次数

　　应制备两份待测样品，进行平行测定，取其平均值。

　　8 . 2 校正试验

　　随同样品分析同类型的标准样品。

　　8 . 3 样片的标识和保存

　　取出样片，在非测试面做标识，放于干燥器内保存，防止吸潮和污染。

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　　8 . 4 校准曲线的制作

　　8 . 4 . 1 标准样品的测量

　　8.4. 1 . 1 选择玻璃标准样品，每个样品的 SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、K2 O、Na2 O、CaO、MgO 都应有一个同时满足有足够的含量范围和一定梯度两个要求的标准系列。

　　8 . 4 . 1 . 2 启动 X射线荧光光谱仪的校准曲线制作程序，然后输入标准样品及其 SiO 2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、 K2 O、Na2O、CaO、MgO含量的标准值，测量并记录标准样品中各分析元素的 X荧光射线强度。

　　8 . 4 . 2 绘制校准曲线

　　根据标准样品的 SiO 2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、K2 O、Na2 O、CaO、MgO 的标准值及对应的 X射线强度，分别绘制 SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、K2 O、Na2 O、CaO、MgO 各个氧化物的校准曲线。

　　8 . 4 . 3 仪器漂移校正

　　若仪器出现较大漂移时，可通过测量漂移校正样品中分析元素的 X射线强度进行校正。 如果超出允许范围，应重新绘制标准曲线。 漂移校正样品中分析元素的参考强度应与校准曲线制作在同一次开机中测量。

　　8 . 5 测定待测样品

　　完成工作条件建立后，测定待测样品。 分别读取 SiO 2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、K2 O、Na2 O、CaO、MgO 的试样数据并记录。

　　9 试验数据处理

　　测量标准样品的 X射线强度，得到强度与浓度的回归二次方程或一次方程。

　　方程式可通过最小二乘法计算，求出校准曲线常数 a、b、c。

　　根据待测样品的 X射线测量强度，按照公式(3)计算含量。

　　∞i=aIi2 + bIi+c ………………………………( 3 )

　　式中：

　　i —结果计算时分别对应 SiO2 、Al2 O3 、Fe2 O3 、K2 O、Na2 O、CaO 或 MgO ;

　　∞i —样品中氧化物 i 的质量分数;

　　Ii —氧化物 i相应元素的 X射线强度;

　　a、b、c —校正曲线常数。

　　数值的取舍按 GB/T 8170 规定进行。 计算结果大于 1%时，保留小数点后两位;计算结果小于 1%时，保留两位有效数字。

　　10 重复性

　　10 . 1 重复性限值参见表 1 。

　　GB/T 40915—202 1

　　表 1

　　10 . 2 在采用本方法测定同一样品时，同一试验窒的同一分析人员，应重复进行两次测定，两次分析结果之差应符合重复性限值规定，如超出规定，应进行第三次测定，所得分析结果与前两次中任一次结果之差符合重复性限值规定时，则取其平均值。 否则应查找原因，重新进行测定。

　　10 . 3 在采用本方法测定同一样品时，同一试验窒的两名分析人员所得分析结果之差应符合重复性限值规定，如超出规定，应找第三者按本文件同一方法进行测定，分析结果与前两者中任一者结果之差符合重复性限值规定时，取其平均值。 否则应查找原因，重新进行测定。

　　1 1 试验报告

　　试验报告至少应给出以下几个方面的内容：

　　a) 试验对象信息;

　　b) 所使用的标准编号;

　　c) 检验项 目 ;

　　d) 所使用的方法(熔融法或压片法);

　　e) 结果 ;

　　f) 观察到的异常现象;

　　g) 实验窒名称和地址;

　　h) 接收日期、测试日期;

　　i) 报告发出 日期。

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　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 1347—2008 钠钙硅玻璃化学分析方法

　　[2] GB/T 16597—2019 冶金产品分析方法 X射线荧光光谱法通则

　　[3] GB/T 21114—2019 耐火材料 X射线荧光光谱化学分析 熔铸玻璃片法

　　[4] GB/T 30905—2014 无机化工产品 元素含量的测定 X射线荧光光谱法

　　[5] JJG 810—1993 波长色散 X射线荧光光谱仪