專利名稱：：金基合金化學(xué)成份分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化學(xué)分析方法，尤其是一種難溶解材料的化學(xué)成份的分析方法，具體地說是一種金基合金化學(xué)成份分析方法。技術(shù)背景金基合金(如AuAgNiCu22-3-1)材料是一種重要的金屬材料，被廣泛地應(yīng)用于制造高精度伺服機(jī)構(gòu)，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須對其化學(xué)成份進(jìn)行嚴(yán)格的控制。對于使用該材料的用戶，由于沒有高精分析設(shè)備(如發(fā)射光譜、核磁共振設(shè)備)對其進(jìn)行化學(xué)成份分析，因此在對其主要化學(xué)成份如金、銀、鎳、銅分析時(shí)最常用是化學(xué)分析法，但遇到的最大難題是如何使其溶解，然后再對溶解液進(jìn)行相應(yīng)成份檢測。而由于金基合金的特性所限，采用常用的王水進(jìn)行溶解時(shí)會發(fā)生溶解反應(yīng)愈來愈慢，最后溶解反應(yīng)就停止了的現(xiàn)象。將試樣取出發(fā)現(xiàn)表面附著一層白色的氯化銀，正是該層氯化銀沉淀物使試樣基體與溶液隔離導(dǎo)致溶解反應(yīng)停止。而據(jù)申請人所知，目前對此類問題尚無相應(yīng)的處理辦法，因此，目前此類材料的用戶均無法自行獲得所購材料的準(zhǔn)確成份，完全聽從生產(chǎn)企業(yè)的出廠合格證，有時(shí)用戶為了保證產(chǎn)品質(zhì)量必須到生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行相應(yīng)的檢測，造成了很大的不便，對用戶的安全使用造成了潛在的隱患，因此，發(fā)明一種能快速準(zhǔn)確地檢測其化學(xué)成份的方法是當(dāng)務(wù)之急。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對利用化學(xué)溶解法檢測金基合金時(shí)由于溶解難以徹底而無法進(jìn)行的問題，發(fā)明一種金基合金化學(xué)成份分析方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種金基合金化學(xué)成份分析方法，它包括試樣溶解和分析，其中試樣溶解又包括溶解液的配制和溶解，其特征是所述的溶解液配制是指配制鹽酸和硝酸比為45:1的基本溶解液；所述的溶解是指將試樣放入基本溶解液后置于加熱板上緩慢加熱直至試樣完全溶解，得到檢測液供后續(xù)的分析設(shè)備使用。具體而言，當(dāng)所述的金基合金為AuAgNiCu22-3-1時(shí)，其分析步驟為-首先，利用鹽酸和硝酸配制基本溶解液，使鹽酸硝酸為4:1;其次，稱取O.1000g試樣，精確至0.0001g,將試樣置于250ml燒杯中，加入40ml4:1的鹽硝混酸基本溶解液；第三，將上述盛有上述試樣和基本溶解液的燒杯置于加熱板上緩慢加熱分解，直至分解反應(yīng)結(jié)束；第四，向上述反應(yīng)結(jié)束的燒杯中加入高氯酸并將其立即置于加熱爐上快速加熱，直至試樣完全分解，停止加熱并使燒杯自然冷卻至室溫，得到檢測液，其中高氯酸的加入量為5ml;第五，將上述冷卻后的檢測液按需要檢測的化學(xué)成份分成相應(yīng)的份數(shù)送入相應(yīng)的檢測儀中進(jìn)行檢測；其中在檢測銀的含量時(shí)應(yīng)首先用氨水對相應(yīng)的檢測液進(jìn)行中和，并使其中的氯化銀沉淀物完全分解。所述的加熱爐為功率在15002000W之間的電爐。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明首先解決了金基合金溶解的難題，通過改變常用的王水中鹽酸的配比，成功地解決了溶解難題，同時(shí)通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在溶解過程中進(jìn)行加熱和添加高氯酸是提高溶解速度的關(guān)鍵，為此類合金的工廠化驗(yàn)提供了簡單易行的方法，有利于企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，杜絕不合格材料流入生產(chǎn)工序中。此外，本發(fā)明的方法具有簡單易行，無需大的投資，在金基合金溶解后即可利用常規(guī)的分析設(shè)備對溶解液中的相應(yīng)成份進(jìn)行分析。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。加大鹽酸硝酸的比使其大于傳統(tǒng)的3:1的比例是實(shí)現(xiàn)氯化銀完全溶解防止沉淀的關(guān)鍵措施，有利于溶解的完全進(jìn)行，克服傳統(tǒng)的配比中由于氯化銀覆蓋在試樣表面而阻止溶解的深度進(jìn)行。其次通過緩慢加熱促進(jìn)了溶解的速度。下面以一個具體的金基合金為例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。金化學(xué)成份分析方法，它包括以下工作過程:一、試樣的分解稱取0.1000g試樣，精確至0.0001g。將試樣置于250ml燒杯中，加入40ml45:1(具體實(shí)施時(shí)，鹽酸硝酸的比例為4:1)的鹽硝混酸，蓋上表面器皿，置于電熱板上緩慢加熱分解。觀察到分解反應(yīng)終止時(shí)(反應(yīng)時(shí)間大約1小時(shí))，將分解反應(yīng)終止的試樣液迅速轉(zhuǎn)移到1500-2000W的電爐上，加入5ml高氯酸，繼續(xù)加熱至試樣分解完全冒高氯酸煙30s后冷卻至室溫得到檢測液。將冷卻的檢測液吹水(清洗儀器內(nèi)壁)10ml左右，滴加l:l的氨水致使溶液清亮；再過量5滴(使AgCl充分溶解在氨水中；把以上溶液移入1000ml容量瓶中，用水洗滌三次燒杯，并倒入瓶中，以水稀釋至刻度，混勻即可送入相應(yīng)的檢測儀器進(jìn)行成份檢測。二、稀釋體積分解好的試樣按表4稀釋的體積混勻，按表1測定條件進(jìn)行各元素的測定。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>三、繪制工作曲線分別將銀、鎳、銅標(biāo)準(zhǔn)儲備液配成標(biāo)準(zhǔn)系列，銀為0.00、0.50、1.00、1.50、2,00、2,50、3.00(ug，mr1)，鎳為O.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00(ug'mr)，銅為O.OO、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00(ug-mr)。按表1、表2的各元素測定條件進(jìn)行分析，銀、鎳、銅含量分別在0.503.00、0.505.00、0.253.00"g'm廠1)范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，分別得出回歸方程，見表5。表5回歸方程及工作曲線范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>四、驗(yàn)證按以上確定的試驗(yàn)方法進(jìn)行加標(biāo)回收率試驗(yàn)，結(jié)果見表6。表6樣品分析結(jié)果(n=4)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表6結(jié)果表明，回收率在95%以上，該方法簡便、快捷、重復(fù)性良好，回收率好，相對偏差小。為AuAgNiCu22-3-1金基合金材料中Ag、Ni、Cu元素含量的測定提供了可靠的保證。以下是本發(fā)明方法的理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。正如本發(fā)明
背景技術(shù)：
中所提，目前AuAgNiCu22-3-1金基合金化學(xué)成份分析中遇到的首要難題是試樣如何完全溶解的問題，其次是解決AgCl沉淀物如何分解的問題。1、試樣不能溶解的原因分析和解決思路一般金基合金的溶解采用王水為溶劑，但在溶解中發(fā)現(xiàn)溶解反應(yīng)愈來愈慢，最后溶解反應(yīng)就停止了。將試樣取出發(fā)現(xiàn)表面附著一層白色的氯化銀，正是該層氯化銀沉淀物使試樣基體與溶液隔離導(dǎo)致溶解反應(yīng)停止。如果這個假設(shè)正確，那么解決問題的思路可從兩方面入手一是減慢在基體上形成致密氯化銀沉淀物的速度，使樣品溶解反應(yīng)進(jìn)行到底；二是增高溶解溫度加快溶解反應(yīng)速度，當(dāng)溶解速度大大加快時(shí)，沉積物難以形成致密的覆蓋層，這樣就可使溶解反應(yīng)進(jìn)行到底?；谏鲜鏊伎迹鉀Q問題的措施可從如何加快溶解反應(yīng)速度和如何減慢氯化銀膜的形成速度上入手。2、鹽硝混酸配比試驗(yàn)由于AgCl能溶解于濃鹽酸中，因此，如果王水中鹽酸比例增大，那就可使溶解反應(yīng)中形成的AgCl較多地溶于溶液中，沉積在試樣表面AgCl將減少，使其難以形成薄膜，以達(dá)到使樣品溶解反應(yīng)進(jìn)行到底的目的。因此改變鹽酸硝酸的比例是解決問題的方法之一。3、增高溫度試驗(yàn)增高反應(yīng)溫度應(yīng)該是加快反應(yīng)速度的有效措施。溫度對反應(yīng)速度的影響，主要體現(xiàn)在對反應(yīng)速度常數(shù)k的影響上，k值增大，反應(yīng)速度相應(yīng)加快，根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出一個近似規(guī)則溫度升高10度反應(yīng)速度常數(shù)就增大1.7倍，反應(yīng)速度一般將增大24倍以上。4、增添氧化劑-高氯酸高氯酸是一種氧化性能比硝酸、鹽酸更強(qiáng)的酸，對加快反應(yīng)速度是有利的，同時(shí)高氯酸添加劑對解決第二個問題一AgCl的分解也將起積極作用。解決金基合金溶解的問題可以從三個方面入手即改變王水中鹽酸與硝酸的比例；改變溫度；增添氧化劑。下面是一些具體的研究試驗(yàn)結(jié)果。5、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)按三因素三水平設(shè)計(jì)方案A因素一代表鹽酸和硝酸的配比B因素一代表氧化劑添加量(ml)C因素一代表溶液溫度(°C)每個因素的三個水平見表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>6、試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果見表2表2表金基合金分析方法正交試驗(yàn)安排(三因素三水平)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表2及其它研究試驗(yàn)中可看出以下幾點(diǎn)a)A因素即鹽酸比例是主要因素，4/1是試樣溶解的必要條件。b)從表2中看好像溫度影響不明顯，但從其它試驗(yàn)中證明，溫度及溫度的上升速率對溶解反應(yīng)的影響是很大的。試驗(yàn)表明始終保持高溫10(TC，試樣溶解也將停止。必須在溶解反應(yīng)中，溶解溫度從常溫逐漸升高到10(TC，使溶解反應(yīng)的速度逐漸提高，以補(bǔ)償沉淀的AgCl覆蓋在試樣上造成的溶解速度的下降，使溶解反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行。這正好驗(yàn)證前面分析的試樣不能溶解的機(jī)理是正確的。c)添加氧化劑，對加快反應(yīng)速度也有一定的效果，尤其是解決沉淀物的分解上效果十分顯著。AgCl沉淀物的分解試樣中的銀在分解時(shí)與溶劑中的氯離子反應(yīng)生成了AgCl沉淀，需將AgCl沉淀物分解，方可定量分析銀元素。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料報(bào)導(dǎo)，AgCl沉淀物可以用氨水、硫代硫酸鈉、濃鹽酸分解。下面對這幾種分解法進(jìn)行比較。用硫代硫酸鈉分解法用硫代硫酸鈉分解法必須先將試樣溶液中的AgCl過濾分離出來。過濾分離氯化銀時(shí)易發(fā)生漏濾，將影響分析準(zhǔn)確度。濃鹽酸分解法用濃鹽酸分解法，以分析條件要求較高，因此一般不予采用。氨水分解法該分解法使用l:l的氨水先進(jìn)行酸堿中和，再使用過量的氨水直接分解試樣中的氯化銀，此方法簡單、快速、安全、準(zhǔn)確度高。因此，從節(jié)約和方便的角度出發(fā)，分解AgCl沉淀物時(shí)優(yōu)選氨水為溶劑。8、主要儀器與試劑3510型原子吸收分光光度計(jì)；Ag、Ni、Cu標(biāo)準(zhǔn)儲備液的濃度分別為0.100mg/ml;所用試劑均為分析純。儀器工作條件以3510原子吸收分析應(yīng)用銀、鎳、銅、元素推薦的分析條件為依據(jù)，經(jīng)試驗(yàn)選定了儀器最佳工作條件見表3。表3各元素測定條件<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由于金基合金的物理、化學(xué)性能具體廣泛的相似性，本文雖然僅以AuAgNiCu22-3-1金基合金為例對其主要化學(xué)成份分析起先闡述，但其方法可推廣到其它牌號的金基合金中使用，也就是說其它牌號的金基合金完全或采用或參照本發(fā)明的方法進(jìn)行。權(quán)利要求1、一種金基合金化學(xué)成份分析方法，它包括試樣溶解和分析，其中試樣溶解又包括溶解液的配制和溶解，其特征是所述的溶解液配制是指配制鹽酸和硝酸比為4～5∶1的基本溶解液；所述的溶解是指將試樣放入基本溶解液后置于加熱板上緩慢加熱直至試樣完全溶解，得到檢測液供后續(xù)的分析設(shè)備使用。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的金基合金化學(xué)成份分析方法，其特征是所述的金基合金為AuAgNiCu22-3-1，其分析步驟為首先，利用鹽酸和硝酸配制基本溶解液，使鹽酸硝酸為4:1;其次，稱取O.1000g試樣，精確至0.0001g，將試樣置于250ml燒杯中，加入40ml4:l的鹽硝混酸基本溶解液；第三，將上述盛有上述試樣和基本溶解液的燒杯置于加熱板上緩慢加熱分解，直至分解反應(yīng)結(jié)束；第四，向上述反應(yīng)結(jié)束的燒杯中加入高氯酸并將其立即置于加熱爐上快速加熱，直至試樣完全分解，停止加熱并使燒杯自然冷卻至室溫，得到檢測液，其中高氯酸的加入量為5ml;第五，將上述冷卻后的檢測液按需要檢測的化學(xué)成份分成相應(yīng)的份數(shù)送入相應(yīng)的檢測儀中進(jìn)行檢測；其中在檢測銀的含量時(shí)應(yīng)首先用氮水對相應(yīng)的檢測液進(jìn)行中和，并使其中的氯化銀沉淀物完全分解。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金基合金化學(xué)成份分析方法，其特征是所述的加熱爐為功率在15002000W之間的電爐。全文摘要本發(fā)明公開了一種以鹽酸、硝酸混合酸為溶劑，通過調(diào)整溫度和添加氧化劑的方法快速對金基合金進(jìn)行溶解，為對其化學(xué)成份的準(zhǔn)確分析提供了保障，同時(shí)AuAgNiCu22-3-1金基合金為例對其理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，通過采用氨水直接分解氯化銀，采用空氣-乙炔貧燃火焰原子吸收光譜方法連續(xù)測定AuAgNiCu22-3-1金基合金溶解液中Ag、Ni、Cu元素的含量，并經(jīng)過多水平多因素正交試驗(yàn)，最終確定了鹽酸、硝酸混合酸的配比為4∶1，本發(fā)明的分析方法誤差小于2％，回收率大于95.0％，是一種經(jīng)濟(jì)、快捷的檢測方法。文檔編號G01N1/38GK101149316SQ20071013512公開日2008年3月26日申請日期2007年11月8日優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日發(fā)明者李樂,彭維勉,剛郝,陳益媚申請人:南京晨光集團(tuán)有限責(zé)任公司