專利名稱：：石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及測試分析
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及到一種石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法。
背景技術(shù)：
：Pb能顯著提高鋼的切削加工性，但不溶于鋼，它的沸點(diǎn)又很低，因此為了滿足特殊用途的需要而加入少量的鉛時(shí)要嚴(yán)格控制鉛的含量和加入的時(shí)機(jī)。通常鉛在船體鋼中是一項(xiàng)有害元素，它的存在對鋼材的高溫?zé)峒庸ぜ敖佑|抗衰老等性能產(chǎn)生壞的影響，因此，對船體鋼中鉛含量有很嚴(yán)格的要求，比如，要求小于5xl(TV?；蛘吒?。這就需要對鋼中鉛的含量進(jìn)行準(zhǔn)確分析。鉛的測定方法一般采用火焰原子吸收分光光度法、雙硫腙分光光度法、催化示波極譜法和電熱原子吸收法，其中，前兩種方法靈敏度低，且雙硫腙分光光度法過程煩瑣，時(shí)間冗長，重現(xiàn)性差，受基體影響極大；后兩種方法的靈敏度較前兩種方法的高。催化示波極譜法步驟繁多，中間還需要^:淀分離等過程，比較麻煩。國內(nèi)對于鋼鐵及合金中痕量鉛的測定執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)號為GB/T20127.8-2006的"鋼鐵及合金痕量元素的測定第7部分示波極譜法測定鉛含量"的方法。該標(biāo)準(zhǔn)方法分析一個(gè)樣品需要12小時(shí)，步驟多、工作量大，且只適用于高溫合金中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.00010.010%的鉛含量的測定，分析范圍窄。電熱原子吸收法具有靈敏度高、準(zhǔn)確性好、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用做金屬元素的痕量分析手段。但目前國內(nèi)還沒有現(xiàn)成的測定船體鋼中微痕量鉛的電熱原子吸收法一石墨爐原子吸收法。鑒于此，我們提出了一種船體鋼中鉛含量測定的石墨爐原子吸收法，所發(fā)明方法的測試結(jié)果能滿足生產(chǎn)和科研的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法，本石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法可對船體鋼中的鉛含量進(jìn)行了準(zhǔn)確測定和嚴(yán)格控制，從而確保了船體鋼的質(zhì)量及性能，應(yīng)用效果良好，分析一個(gè)樣品可以在6小時(shí)內(nèi)完成，提高了工作效率，且本發(fā)明方法適用于任何船體鋼中鉛含量的測定。石墨爐原子吸收法測試船體鋼中微痕量鉛的詳細(xì)步驟；所用儀器設(shè)備；日立Z-8000偏振塞曼原子吸收分光光度計(jì)；日立GA-3型石墨爐，附帶自動進(jìn)樣器，光學(xué)自動控溫儀；日立鉛空心陰極燈；日立普通石墨管。1)溶樣稱取0.09-0.1050克(準(zhǔn)確到0.0001)樣品于50毫升的小燒杯中，加入3ml(1+1)的硝酸，低溫加熱并驅(qū)除氮的氧化物，至樣品溶解，取下冷卻，用4-8%硝酸轉(zhuǎn)移到25ml容量瓶中，定容；2)工作曲線繪制分別移取O.O，0.25，0.5，1.0，2.0，4.0，5.0ml的1.0ug/ml的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液于50ml的容量瓶中，并依次加入2.5ml鐵溶液，用4-8%硝酸定容；在儀器選定的最佳工作條件下，測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度，以鉛的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。樣品處理方法1)樣品處理用酸的選擇稱取標(biāo)準(zhǔn)樣品0.1000g數(shù)份分別用3ml鹽酸、硝酸(1+1)、王水加熱溶解，三種介質(zhì)酸都能把樣品溶解完全至清亮，定容到25ml容量瓶中。對它們的吸光度進(jìn)行測定，比較吸光度。根據(jù)吸光度情況和線性關(guān)系情況確定溶解用酸。本發(fā)明最后選取硝酸1+1溶解樣品。2)介質(zhì)酸及其酸度的選擇常見的無機(jī)酸對吸收信號有一定的影響，本發(fā)明通過研究鹽酸、硝酸對吸光度的影響，根據(jù)硝酸能使信號值增大，鹽酸使信號降低，在硝酸濃度39%的范圍內(nèi)信號值大且基本穩(wěn)定，硝酸濃度太大對石墨原子化器不好，本發(fā)明選擇硝酸的濃度為48%。3)灰化溫度的選擇在48%的硝酸介質(zhì)中，盡可能升高灰化溫度可以消除共存組分的干擾，但灰化溫度不能無限制升高。灰化溫度大于一定溫度時(shí)，隨著灰化溫度的升高，吸光度逐漸降低，說明有少量鉛的損失。本發(fā)明確定灰化溫度為30070(TC。4)原子化溫度的選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得的原于化溫度曲線，在1700200(TC，隨著原子化溫度增高，吸光度逐漸增大，說明原子化不完全，原子化溫度在2000230(TC之間吸光度達(dá)到最大并趨于平緩，基本不變，說明鉛原子已經(jīng)全部原子化，本發(fā)明選擇原子化溫度為20002300°C。根據(jù)試驗(yàn)，選擇的石墨爐升溫工藝參數(shù)為干燥溫度80120。C20s,灰化溫度300700。C30s，原子化溫度2000-2300。C5s，凈化溫度2400°C3s。干擾及千擾的消除1)船體鋼中常見金屬元素對鉛測定的千擾船體鋼中含量較高的合金元素有Fe、Mn、Cr、Ni、Cu、V、Ti、Si、Mo、Co、W等?；wFe對鉛干擾較小。本發(fā)明做了干擾試驗(yàn)，在20.0ng/ml鉛的標(biāo)準(zhǔn)溶液里加入不同量的干擾元素，測定吸光度。對20.0ng/ml鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，測定回收率在93107%范圍內(nèi)，各元素允許存在的最大濃度(如下表)。共存離子的最大允許量mg/ml共存元素CrNiMnCuMoWTiSiVSn允許量1.02.01.01.05.05.00.50.51.00.52)干擾的消除要消除共存組分的干擾，需加入基體改進(jìn)劑。加入基體改進(jìn)劑的原則是能與干擾組分生成易分解的化合物，而它自身也容易熱分解。通常選擇銨鹽。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)了磷酸銨、鉬酸銨的效果，結(jié)果表明磷酸銨效果相對較好，0.20.7%的磷酸銨可以使Cr、Cu、Mn等常見共存組分的允許濃度提高一倍(如下表)，但沒有改善測定鉛時(shí)硅的最大允許量。加入0.5%的磷酸銨共存離子的最大允許量mg/ml共存元素CrNiMnCuMoWTiSiVSn允許量1.82.01.72.05.05.00.90.51.20,5以0.20.7%的磷酸銨為基體改進(jìn)劑，可以有效的消除船體鋼中常見金屬元素Cr、Cu、Mn等對鉛測定的干擾。工作曲線線性關(guān)系及方法準(zhǔn)確性1)工作曲線線性關(guān)系情況分別移取O.O，0.25，0.5，1.0，2.0，4.0，5.0ml的1.0ug/ml的鉛標(biāo)液于50ml的容量瓶中，并依次加入2.5ml鐵溶液,用48%硝酸定容，在儀器選定的最佳工作條件下，測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度，并進(jìn)行線性回歸計(jì)算，得到吸光度與鉛百分含量線性相關(guān)系數(shù)r=0.9999，線性回歸方程線性回歸方程為A=0.00195+0.0080c。鉛含量在0100ng/ml的的范圍內(nèi)線性關(guān)系較好。2)檢出限測試對空白樣品進(jìn)行連續(xù)十次的測定，用10次測試的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)平均值乘三而得到該方法的檢出限為0.062ng/ml。方法的檢出限很低，表明本發(fā)明所建方法有很高的靈敏度。3)方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差對一個(gè)樣品在選定的條件下，連續(xù)測定10次，對同一個(gè)船體鋼樣品進(jìn)行重復(fù)測定10次，方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.000043。4)冋收率試驗(yàn)在選定的最佳條件下，對樣品進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)把稱取的樣品放在小燒杯中，加入一定量的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用硝酸(1+1)進(jìn)行溶解，按照項(xiàng)目確定的樣品處理方法進(jìn)行處理、配制，測得加入鉛的回收率在87100.2%之間。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案將達(dá)到如下的技術(shù)效果本發(fā)明方法分析一個(gè)樣品可以在6小時(shí)內(nèi)完成，較國標(biāo)方法相比提高了工作效率，本發(fā)明方法適用于任何船體鋼中鉛含量的測定。1)本方法相關(guān)系數(shù)r=0.99992)方法檢出限為0.062ng/ml，方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.000043。3)對標(biāo)樣的測試用該方法測試標(biāo)準(zhǔn)樣品的測試結(jié)果(如下表所示)，標(biāo)準(zhǔn)樣品的測試結(jié)果都在實(shí)驗(yàn)室允許的實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定結(jié)果％<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>4)回收率試驗(yàn)加入鉛的回收率在87100.2%之間。本發(fā)明對船體鋼中的鉛含量進(jìn)行了準(zhǔn)確測定和嚴(yán)格控制，從而確保了船體鋼的質(zhì)量及性能，具有良好的應(yīng)用效果。圖l是本發(fā)吸的校準(zhǔn)曲線圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施例一稱取0.1032克(準(zhǔn)確到0.0001)樣品于50毫升的小燒杯中，加入3ml(1+1)的硝酸，低溫加熱并驅(qū)除氮的氧化物，至樣品溶解，取下冷卻，用4%硝酸轉(zhuǎn)移到25ml容量瓶中，定容。同時(shí)做試劑空白。在儀器選定的工作條件下，對空白、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液及試樣測定其強(qiáng)度值，據(jù)工作曲線査出試樣中鉛的含量。石墨爐升溫工藝參數(shù)為千燥溫度80。C(20s)，灰化溫度300。C(30s)，原子化溫度2000。C(5s)，凈化溫度2400"C(3s)。實(shí)施例二稱取0.1502克(準(zhǔn)確到0.0001)樣品于50毫升的小燒杯中，加入3ml(1+1)的硝酸，低溫加熱并驅(qū)除氮的氧化物，至樣品溶解，取下冷卻，用6%硝酸轉(zhuǎn)移到25ml容量瓶中，定容。同時(shí)做試劑空白。在儀器選定的工作條件下，對空白、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液及試樣測定其強(qiáng)度值，據(jù)工作曲線査出試樣中鉛的含量。石墨爐升溫工藝參數(shù)為干燥溫度100'C(20s)，灰化溫度60(TC(30s)，原子化溫度200(TC(5s)，凈化溫度240(TC(3s)實(shí)施例三稱取0.2000克(準(zhǔn)確到0.0001)樣品于50亳升的小燒杯中，加入3ml(1+1)的硝酸，低溫加熱并驅(qū)除氮的氧化物，至樣品溶解，取下冷卻，用8%硝酸轉(zhuǎn)移到25ml容量瓶中，定容。同時(shí)做試劑空白。在儀器選定的工作條件下，對空白、鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液及試樣測定其強(qiáng)度值，據(jù)工作曲線查出試樣中鉛的含量。石墨爐升溫工藝參數(shù)為干燥溫度120°C(20s)，灰化溫度700。CG0s)，原子化溫度2300。C(5s)，凈化溫度240(TC(3s)。權(quán)利要求1、一種石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法，包括溶樣、工作曲線繪制，其特征在于石墨爐原子吸收法測試船體鋼中微痕量鉛的步驟為；1)溶樣稱取0.09-0.1050克準(zhǔn)確到0.0001樣品于50毫升的小燒杯中，加入3ml1+1的硝酸，低溫加熱并驅(qū)除氮的氧化物，至樣品溶解，取下冷卻，用4-8％硝酸轉(zhuǎn)移到25ml容量瓶中，定容；2)工作曲線繪制分別移取0.0，0.25，0.5，1.0，2.0，4.0，5.0ml的1.0ug/ml的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液于50ml的容量瓶中，并依次加入2.5ml鐵溶液，用4-8％硝酸定容；在儀器選定的最佳工作條件下，測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度，以鉛的濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。2、權(quán)利要求1所述石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法，其特征在于在樣品的處理中1)樣品處理用酸的選擇選取硝酸1+1溶解樣品；2)介質(zhì)酸及其酸度的選擇選擇硝酸的濃度為48%;3)灰化溫度的選擇灰化溫度為300700°C;4)原子化溫度的選擇原子化溫度為2000~2300°C;5)選擇的石墨爐升溫工藝參數(shù)為干燥溫度8012(TC20s，灰化溫度300700°C30s，原子化溫度20002300°C5s，凈化溫度2400°C3s。3、權(quán)利要求1或2所述的石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法，其特征在于所用儀器設(shè)備，日立Z-8000偏振塞曼原子吸收分光光度計(jì)；日立GA-3型石墨爐，附帶自動進(jìn)樣器和光學(xué)自動控溫儀。4、權(quán)利要求1所述的石墨爐原子吸收法對船體鋼中的微痕量鉛的快速檢測方法，其特征在于加入的基體改進(jìn)劑是0.20.7%的磷酸銨。全文摘要石墨爐原子吸收法對船體鋼中微痕量鉛的快速檢測方法，涉及測試分析
技術(shù)領(lǐng)域：
，包括溶樣、工作曲線繪制，①本方法相關(guān)系數(shù)r＝0.9999。②方法檢出限為0.062ng/ml，方法的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.000043。③對標(biāo)樣的測試用該方法測試標(biāo)準(zhǔn)樣品的測試結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)樣品的測試結(jié)果都在實(shí)驗(yàn)室允許的實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)。④加入鉛的回收率在87～100.2％之間，可對船體鋼中的鉛含量進(jìn)行了準(zhǔn)確測定和嚴(yán)格控制，從而確保了船體鋼的質(zhì)量及性能，應(yīng)用效果良好，分析一個(gè)樣品可以在6小時(shí)內(nèi)完成，提高了工作效率，且本發(fā)明方法適用于任何船體鋼中鉛含量的測定。文檔編號G01N21/31GK101324520SQ200710054658公開日2008年12月17日申請日期2007年6月13日優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日發(fā)明者李治亞,杜米芳,高靈清申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所