李佗，楊軍紅，翟通德

（西部金屬材料股份有限公司理化檢驗(yàn)中心，陜西寶雞 721014）

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鎳基釬料中Cr，Si，B，F(xiàn)e

李佗，楊軍紅，翟通德

（西部金屬材料股份有限公司理化檢驗(yàn)中心，陜西寶雞 721014）

建立了電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鎳基釬料中Cr，Si，B，F(xiàn)e含量的新方法。以硝酸-氫氟酸溶解樣品，分別選擇267.716，288.158，249.677，259.940 nm作為分析譜線，不用進(jìn)行基體匹配，可直接測定鎳基釬料中Cr，Si，B，F(xiàn)e含量。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.71%～1.43%（n=11），加標(biāo)回收率為97.0%～102.0%。該方法可滿足日常分析對鎳基釬料中Cr，Si，B，F(xiàn)e含量的檢測要求。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法；鎳基釬料；Cr；Si；B；Fe

鎳基釬料是以鎳或鎳鉻固熔體為基體，加入適量B，Si等合金元素，形成復(fù)雜相結(jié)構(gòu)的一種高溫釬料合金［1］。鎳基釬料因具有耐高溫、抗腐蝕，釬焊工藝性能良好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的釬焊［2］。

鎳基釬料中Cr，B，Si等元素可以提高導(dǎo)熱性、抗蝕性、熱穩(wěn)定性，具有改善釬料的釬縫性能，降低合金熔點(diǎn)的作用，同時(shí)在一定范圍內(nèi)還能改善合金的流動(dòng)性［3-4］。因此，建立準(zhǔn)確可靠的含量分析方法對鎳基釬料的制備和質(zhì)量保證尤為重要。目前尚沒有專門針對鎳基釬料中元素測定的標(biāo)準(zhǔn)方法。

目前鎳基釬料中元素含量測定方法有滴定法［5］，但該法操作繁瑣。電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）法具有靈敏度、精密度高，多元素同時(shí)分析及工作線性范圍寬等特點(diǎn)，廣泛用于冶金產(chǎn)品的分析［6-8］。ICP-AES已用于鎳基釬料中部分元素的測定［9］，但未見同時(shí)測定Cr，Si，B，F(xiàn)e含量的報(bào)道。筆者建立了ICP-AES 法同時(shí)測定鎳基釬料中Cr，Si，B，F(xiàn)e含量的新方法，研究了溶樣方法、基體、分析線選擇等對待測元素的影響。將該法用于鎳基釬料樣品分析，測定結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

高分辨率全譜直讀等離子體原子發(fā)射光譜儀：Prodigy型，美國利曼公司；

鉻、硅、硼、鐵單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：質(zhì)量濃度均為1.0 g／L，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心，用時(shí)稀釋至所需濃度；

實(shí)驗(yàn)所用試劑均為優(yōu)級(jí)純；

實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.2 儀器工作條件

功率：1 200 W；溶液提升量：1.4 mL／min；冷卻氣流量：20 L／min；霧化器壓力：0.365 MPa；輔助氣流量：0.1 L／min。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 試樣溶液的制備

稱取0.100 0 g試樣于100 mL聚四氟乙稀燒杯中，加入5 mL硝酸、1 mL氫氟酸，于50℃水浴中低溫加熱溶解。待反應(yīng)完全后，轉(zhuǎn)移至100 mL 塑料容量瓶中，以水稀釋至標(biāo)線，混勻，待分析用。

1.3.2 校準(zhǔn)溶液的制備

分別于5只100 mL 塑料容量瓶中加入一定量的硼、鉻、硅、鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，制備校準(zhǔn)溶液，溶液濃度見表1。

表1 校準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度 μg／mL

1.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟

利用ICP-AES發(fā)射光譜儀測定校準(zhǔn)溶液中各元素的發(fā)射強(qiáng)度，以濃度為橫坐標(biāo)，發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。然后測定試樣溶液中各元素的發(fā)射強(qiáng)度，根據(jù)工作曲線中譜線強(qiáng)度和濃度的關(guān)系，計(jì)算出樣品中各元素的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶樣方法的選擇

2.1.1 混合溶樣酸的選擇

分別試驗(yàn)了不同混酸HCl+HNO3，HCl+HF，HCl+HNO3+HF，HNO3+HF對樣品的溶解效果，結(jié)果見表2。由表2可知，HNO3+HF溶解樣品速度較快。

表2 不同混酸溶解樣品的效果

2.1.2 硝酸用量的影響

按照實(shí)驗(yàn)方法，分別試驗(yàn)不同硝酸用量對測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明，硝酸用量對測定結(jié)果基本無影響?？紤]到樣品溶解的情況，選擇硝酸用量為5 mL。

2.1.3 氫氟酸用量的影響

按實(shí)驗(yàn)方法，分別試驗(yàn)不同氫氟酸用量的影響。當(dāng)氫氟酸用量小于1.0 mL時(shí)，樣品溶解緩慢，隨著氫氟酸用量增加，樣品溶解加快，各元素分析結(jié)果無明顯變化。因此實(shí)驗(yàn)選擇氫氟酸用量為1.0 mL。

2.2 樣品基體的影響

分別測定有鎳基體和無鎳基體各元素的發(fā)射強(qiáng)度。研究發(fā)現(xiàn)，鎳基體存在對待測元素的發(fā)射強(qiáng)度無明顯影響。因此不需要采用操作較繁瑣的基體匹配法來進(jìn)行基體干擾校正，簡化了實(shí)驗(yàn)步驟。

2.3 分析譜線的選擇

波長選擇時(shí)既要避開光譜干擾，又要考慮分析線的強(qiáng)度和準(zhǔn)確性。用鉻、硅、硼、鐵溶液、空白及樣品溶液，分別對譜線庫提供的譜線進(jìn)行掃描，綜合考慮掃描峰的形狀、峰值與基線的情況比較基體對該峰的干擾情況，選擇干擾小的譜線，見表3。

表3 分析譜線

2.4 工作曲線

分別測定表1中校準(zhǔn)溶液中各待測元素的譜線強(qiáng)度，以元素的質(zhì)量濃度x(μg／mL)為橫坐標(biāo)，譜線強(qiáng)度y為縱坐標(biāo)，繪制各待測元素的校準(zhǔn)曲線；同時(shí)測量試劑空白溶液10次，以測定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍作為檢出限，測定結(jié)果列于表4。由表4可知，該方法測定Cr，Si，B，F(xiàn)e的檢出限分別為0.001，0.005，0.002，0.000 8 μg／mL，待測元素在測定范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

表4 線性方程與檢出限

2.5 方法精密度

對鎳基釬料中Cr，Si，B，F(xiàn)e進(jìn)行多次平行測定，測定結(jié)果列于表5。由表5可知，Cr，Si，B，F(xiàn)e測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.71%～1.43%（n=11），表明該方法精密度良好。

表5 精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.6 回收試驗(yàn)

在制備試樣溶液時(shí)加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收試驗(yàn)，測定結(jié)果見表6。由表6可知，Cr，Si，B，F(xiàn)e回收率在97.0%～102.0%之間。

表6 樣品分析和回收試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)語

用ICP-AES法測定鎳釬料中Cr，Si，B，F(xiàn)e，試樣分解速度快，引人干擾元素少，測定結(jié)果的精密度、準(zhǔn)確度高，可滿足日常樣品分析測定。

［1］周玉林.鎳基釬料粉末的應(yīng)用與發(fā)展［J］.冶金粉末技術(shù)，1985(2): 29-33.

［2］王秀治，余素琴，朱守良.新型鎳基釬料的組織與性能［J］.上海鋼研，1982(2): 7-13.

［3］張清輝.鎳鉻硅硼電焊條的研究［J］.湘潭大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1999，21(4): 88-90，97.

［4］路文江，慕建堂，陳學(xué)定.鎳基釬料接頭中硼的擴(kuò)散行為［J］.甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，22(2): 11-16.

［5］吳儉勤，曹興榮.難溶金屬鎳基釬焊料中鍺的測定［J］.成都大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1995，14(3): 12-16.

［6］李穎，黃輝，李本濤，等. ICP-OES法測定錳鋼中的鉻、鉬、磷［J］.化學(xué)分析計(jì)量，2013，22(5): 44-46.

［7］王海濤，張小慧，趙鈺玲，等.密閉高壓消解-ICP-AES測定進(jìn)口銅精礦中鉛、鎘、汞、砷［J］.化學(xué)分析計(jì)量，2013，22(4): 27-29.

［8］杜桂榮，牛潔，劉揚(yáng)，等. ICP-OES 法測定八氧化三鈾中雜質(zhì)元素鎢［J］.化學(xué)分析計(jì)量，2014，23(1): 42-44.

［9］楊麗，王金陽，張庸.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鎳基釬焊料中鉻和硅［J］.冶金分析，2013，33(6): 63-66.

Determination of Cr, Si, B, Fe in Nickel-Base Brazing Material by ICP-AES

Li Tuo, Yang Junhong, Zhai Tongde
(Physics & Chemistry Inspection Center for Western Metal Materials Co. Ltd., Baoji 721014, China)

A new method was set up for the determination of Cr, Si, B, Fe in nickel-base brazing material by ICPAES. The determination conditions such as the sample pre-treatment method, the matrix and the analytical lines were discussed. The sample was dissolved in nitric acid-hydrofluoric acid, 267.716, 288.158, 249.677, 259.940 nm were selected as the analytical spectral lines for Cr, Si, B, Fe, respectively. It was showed that under the optimal conditions the results were satisfactory with RSD (n=11) less than 2.0% and the recoveries tested were in the range of 97.0%-102.0%. The method has good sensitivity, low detection limit，and it is feasible in the determination of Cr, Si, B, Fe in nickel-base brazing material.

ICP-AES; nickel-base brazing material; Cr; Si; B; Fe

O657.31

A

1008-6145(2014)04-0051-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.04.015

聯(lián)系人：李佗；E-mail: lit200504@hotmail.com

2014-05-07