許寧輝 唐武 于紅艷

摘 ?????要：通過(guò)試驗(yàn)研究，探索了XRF-1700順序型X熒光光譜儀在鈮鎢合金中主體元素測(cè)定中的應(yīng)用，并通過(guò)試驗(yàn)確定最優(yōu)化測(cè)定條件，最終建立了鈮鎢合金中主體元素的分析方法，該方法準(zhǔn)確度良好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）≤2.23%，方法穩(wěn)定可靠，能夠滿(mǎn)足分析要求。

關(guān) ?鍵 ?詞：XRF-1700順序型X熒光光譜儀;鈮鎢合金;鎢鉬鋯

中圖分類(lèi)號(hào)：O657.34 ??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A ??????文章編號(hào)： 1671-0460（2020）01-0200-04

Determination of Tungsten， Molybdenum and Zirconium

in Nb-W Alloy by X-Fluorescence Spectrometry

XU Ning-hui^{1，2，3}， TANG Wu^1，2，3， YU Hong-yan^{1，2，3}

（1.?Ningxia Orient Tantalum Industry Co.， Ltd.， Ningxia Shizuishan 753000， China;

2.?State Key Laboratory of Special Rare Material， Ningxia Shizuishan 753000， China;

3.?National Engineering Research Center of Tantalum and Niobium， Ningxia Shizuishan 753000，China）

Abstract：?Through experimental research， application?of the XRF-1700 type X-fluorescence spectrometer in determination of main elements in niobium tungsten alloy was explored， and the optimal determination conditions were determined through the experiment. At last， an analysis method for determining main elements?in?niobium tungsten alloy was established. The accuracy of this method is good， the relative standard deviation （RSD）?is less than 2.23%， and?the method is stable and reliable， can meet the analysis requirement.

Key words： X-fluorescence spectrometer; Niobium tungsten alloy; W-Mo-Zr

鈮鎢（Nb521）合金（Nb-5W-2Mo-1Zr）是一種新型高溫合金材料，其優(yōu)良的高溫力學(xué)性能，工藝性能和高溫高強(qiáng)度低密度特性，使其在航空航天技術(shù)上廣泛應(yīng)用^[1]?；瘜W(xué)分析法測(cè)定鈮鎢合金中W、Mo、Zr元素，不僅流程長(zhǎng)、分析效率低;而且成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大;ICP法考慮到樣品中元素含量原因，樣品稀釋倍數(shù)較高，誤差難控制，曲線(xiàn)線(xiàn)性不穩(wěn)定，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果波動(dòng)大，無(wú)法有效指導(dǎo)生產(chǎn)。本文采用日本島津公司生產(chǎn)的XRF-1700順序型X熒光光譜儀，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)片的制作、測(cè)定電流的選擇、各元素的最佳譜線(xiàn)選擇、背景參數(shù)的選擇、2theta和PHD的選擇、工作曲線(xiàn)的建立、方法準(zhǔn)確度試驗(yàn)與樣品對(duì)照試驗(yàn)及方法精密度試驗(yàn)，最終建立了X熒光光譜法測(cè)定鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯的分析方法^[2]。本方法各元素同時(shí)測(cè)定，檢出范圍寬，準(zhǔn)確度、精密度較好，分析效率高，很好地解決了鈮鎢合金中鎢鉬鋯含量的分析，可滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)中樣品的測(cè)定。

1 ?試驗(yàn)部分

1.1 ?試劑與材料

硼酸（優(yōu)級(jí)純）;金屬鈮，純度≥99.99%;金屬鎢，純度≥99.99%;金屬鉬，純度≥99.99%;金屬鋯，純度≥99.99%。

1.2 ?儀器

XRF-1700順序型X熒光光譜儀，日本島津公司生產(chǎn);YYL—40型壓片機(jī)，長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所生產(chǎn);BL-F30系列冷卻水裝置，北京漢威公司生產(chǎn)。

1.3 ?試驗(yàn)條件

通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化，綜合考慮 確定儀器最佳工作參數(shù)見(jiàn)表1。

1.4 ?試驗(yàn)方法

鈮鎢合金樣品經(jīng)高溫灼燒、磨制、壓片后^[3，4]，經(jīng)X射線(xiàn)照射，樣品中的各元素被激發(fā)出特征X射線(xiàn)，特征X射線(xiàn)經(jīng)衍射晶體衍射后進(jìn)入探測(cè)器，并由計(jì)算機(jī)記錄元素的特征譜線(xiàn)強(qiáng)度值。計(jì)算機(jī)將探測(cè)到的元素特征譜線(xiàn)強(qiáng)度，經(jīng)工作曲線(xiàn)校正，計(jì)算出各元素的含量。

1.5 ?標(biāo)準(zhǔn)樣品點(diǎn)的制備與工作曲線(xiàn)的制作

1.5.1 ?標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備

將鈮粉、鎢粉、鉬粉與鋯粉按含量配比稱(chēng)取，在瑪瑙研缽中混合，經(jīng)2.5 h研磨均勻，用H₃BO₃作底襯，壓制成?30 mm的塊狀標(biāo)樣待用^[5-8]。

該系列標(biāo)準(zhǔn)樣片加入各基準(zhǔn)試劑量及相對(duì)應(yīng)的百分含量見(jiàn)表2。

1.5.2 ?工作曲線(xiàn)的制作

將標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)樣品中各待測(cè)元素配比值輸入系統(tǒng)，建立工作曲線(xiàn)，鎢、鉬、鋯三個(gè)元素的工作曲線(xiàn)見(jiàn)圖1、圖2、圖3。

1.6 ?試樣的制備

取鈮鎢合金（實(shí)驗(yàn)室樣品）約5 g置于瓷坩堝，放入高溫爐，升溫至850 ℃灼燒，使之完全氧化后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)入瑪瑙研缽中磨細(xì)、磨勻。用H₃BO₃作底襯，壓制成?30 mm的塊狀樣品待用。

2??結(jié)果與討論

2.1 儀器電流選擇試驗(yàn)

選擇不同的儀器電流進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3確定出鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測(cè)定的儀器電流均為70 mA。

2.2 ?測(cè)定元素譜線(xiàn)選擇試驗(yàn)

選擇不同的元素譜線(xiàn)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4。

2.3 ?測(cè)定元素PHD范圍選擇試驗(yàn)

選擇不同的PHD范圍進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5試驗(yàn)得出：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測(cè)定的最佳PHD范圍分別為，鎢： 25～96;鉬：25～200;鋯：25～200。

2.4 ?測(cè)定元素2θ角的選擇試驗(yàn)

選擇不同的2θ角進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。

從表6試驗(yàn)得出：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測(cè)定的最佳2θ角分別為，鎢： 37.100;鉬：20.280;鋯：22.500。

2.5 ?測(cè)定元素背景參數(shù)的選擇試驗(yàn)

選擇不同的背景參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7試驗(yàn)表明：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測(cè)定的背景參數(shù)分別為，鎢和鉬不扣除背景，鋯采取單點(diǎn)扣除背景2thet工作（23.182）Meas. Time（20 s）。

2.6 ?工作曲線(xiàn)擬合方式選擇試驗(yàn)

選擇不同的工作曲線(xiàn)擬合方式進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表8。

表8試驗(yàn)表明：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測(cè)定的工作曲線(xiàn)擬合方式結(jié)果為，鎢元素采用二次曲線(xiàn)校準(zhǔn)中dlj校準(zhǔn)和dji校準(zhǔn)同時(shí)擬合方式，鉬元素和鋯元素采用二次曲線(xiàn)校準(zhǔn)中dlj校準(zhǔn)方式。

2.7 ?準(zhǔn)確度試驗(yàn)

選擇鈮鎢錠與鈮鎢粉樣品，分別采用HORIBA JY Ultima2 ICP-OES與島津公司XRF-1700 X熒光光譜儀進(jìn)行分析結(jié)果對(duì)照，對(duì)照結(jié)果見(jiàn)表9。

由表9可以看出，采用ICP-OES與X熒光光譜儀兩種方法進(jìn)行分析，測(cè)定結(jié)果完全一致，能夠滿(mǎn)分析要求。

2.8 ?精密度試驗(yàn)

取11份鈮鎢錠樣品，按操作步驟處理后做精密度試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表10。由表10看出鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯元素分析方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）≤2.23%，方法穩(wěn)定可靠，能夠滿(mǎn)足分析要求。

2.9 ?測(cè)量范圍確定試驗(yàn)

鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯元素測(cè)量范圍要求為：鎢（2.0%～8.0%）、鉬（1.0%～3.0%）、鋯（0.50%～3.0%）。在儀器參數(shù)優(yōu)化的條件下，根據(jù)工作曲線(xiàn)范圍，結(jié)合試驗(yàn)情況可以確定，本方法可以滿(mǎn)足測(cè)量范圍要求。

3 ?結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)研究，探索了XRF-1700順序型X熒光光譜儀在鈮鎢合金中主體元素測(cè)定中的應(yīng)用，并通過(guò)試驗(yàn)確定最優(yōu)化測(cè)定條件，建立了鈮鎢合金中W、Mo、Zr三種主體元素的分析方法，該方法準(zhǔn)確度良好，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）<2.23%。本方法具有較好的穩(wěn)定性，準(zhǔn)確度高，能夠滿(mǎn)足鈮鎢合金中主體元素的分析要求。

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