朱江凱，楊軍紅，晁小濤

（西安漢唐分析檢測有限公司，陜西西安 710201）

由鉬與銅組合制成的鉬銅合金具備良好的導電、導熱以及耐燒蝕性能，在散熱原件、開關觸頭、電子封裝材料、航空各個領域應用較為普遍[1]。一般是將鉬銅粉體通過粉末冶金的方式制備而成[2]，常見的方法有機械合金化法[3]、機械熱化學法[4]、溶膠-凝膠法[5]及霧化轉化法[6]等。機械合金法制備過程較為簡潔，將一定粒度的鉬粉和銅粉按照一定比例混合均勻后放入球磨機中，在真空狀態(tài)下球磨48 h，然后在油壓機上模壓成型，之后在1 050~1 450℃燒結1.5 h，這樣就制備成了超細鉬銅粉末；機械熱化學法是利用MoO3和CuO 粉末制備成CuMoO4-MuO3前驅體，再將此前驅體粉末進行球磨、氫氣還原等過程最終制備成Mo-Cu25%納米復合粉末，過程比單純的機械合金法復雜，但是可以得到尺寸更小、性能更優(yōu)的鉬銅合金；溶膠-凝膠法是利用七鉬酸銨和硝酸銅反應，在氨性條件下制備成藍色透明溶膠，烘干之后得到干凝膠，然后在400~600℃煅燒，將煅燒之后的產物在600~800℃進行氫氣還原，即可得到鉬銅粉體，此法適合實驗室制備鉬銅；霧化轉化法是將凝膠通過霧化干燥的方式進行干燥，進而進行煅燒和氫還原，最終得到納米鉬銅。鉬和銅的比例不同，得到的鉬銅合金也不相同。鉬銅中銅元素含量的測定主要有火焰原子吸收光譜法[7]、滴定法[8]、X射線熒光光譜法[9]及電解法[10]等?；鹧嬖游展庾V法便捷，銅含量為0.001%~5%測定效果極佳；滴定法操作煩瑣，效率低，不適用于大批量樣品檢測；X射線熒光光譜法可以測定鉬銅合金中多種元素，但是儀器價格貴，成本高，使用受到限制。本文采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉬銅合金中銅含量，通過鹽酸-硝酸溶解鉬銅合金試樣，操作簡便，靈敏度高，結果準確，適用于實際生產中大批量鉬銅合金的檢測。

1 實驗部分

1.1 主要設備和試劑

電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀：ICAP PRO X Duo 型，耐氫氟酸進樣系統，美國Thermo Scientific；銅國家標準溶液：GBW E 082107，質量濃度1 000 μg/mL，北京國家鋼鐵材料測試中心；硝酸、鹽酸、氫氟酸、硫酸都是分析純；二次去離子水（電阻率超過1 MΩ·cm，25℃）；鉬銅合金試樣：MoCu（Mo70Cu30），西安瑞福萊鎢鉬金屬材料有限公司；鉬粉（wMo ≥99.98%），西安瑞福萊鎢鉬金屬材料有限公司；氬氣：純度為 99.99%。

1.2 設備工作條件

RF 功率1 152 W；等離子體、輔助、霧化器氣體流量分別為15、0.5、0.5 L/min；泵速45 r/min；積分時間30 s；水平觀測。

1.3 試樣處理方法

鉬銅合金中銅元素含量較高，一般為 28%~32%，在保證試樣均勻的前提下，取鉬銅合金樣品0.1 g，放進聚四氟乙烯燒杯，加入6 mL 鹽酸溶液（1+1）和2 mL 硝酸溶解。樣品充分溶解，溶液呈淺綠色，溶液顏色穩(wěn)定后，移至100 mL 聚四氟乙烯容量瓶，水定容至標線，混勻。鉬銅中含大量銅元素，直接測定效果不佳，需通過分取處理，10 mL 移液管移取10 mL 鉬銅溶液到100 mL 聚四氟乙烯容量瓶里面，定容至標線，混勻備用。

1.4 校準曲線繪制

取鉬粉基體0.1 g，參考1.3 實驗方法溶解鉬粉，待冷卻移至100 mL 聚四氟乙烯容量瓶，用水定容至標線。再依次取10 mL 以上溶液添加到五支100 mL容量瓶中，依次添加銅標準溶液0、1、2、3、4 mL，所得溶液中銅質量分數為0、1%、2%、3%、4%。測定標準工作溶液中銅元素譜線強度，橫坐標、縱坐標分別是溶液中銅含量（x，%）、光發(fā)射強度（y），繪制標準工作曲線。

2 結果與討論

2.1 樣品溶解方法的選擇

分別稱取3 份鉬銅（Mo-70-Cu-30）合金試樣的屑狀樣品各0.10 g，分別采用鹽酸–硝酸、硫酸–硝酸、硝酸–氫氟酸等3種溶解方式溶解。根據實驗結果可知，用硫酸–硝酸進行樣品溶解處理，需高溫加熱，樣品無法充分溶解，有黑色沉淀，不能對其進行測定；用硝酸–氫氟酸進行樣品溶解處理，依舊無法充分溶解，有黑色沉淀；將鹽酸溶液（1+1）6 mL、硝酸3 mL 添加到樣品中，低溫加熱，樣品能夠充分溶解，溶液澄清透亮，用鹽酸–硝酸體系進行樣品溶解處理。

2.2 分析譜線的確定

參考1.3實驗方法，配制基體溶液與銅元素單標溶液，1.2儀器最佳條件下測定即可獲取預先選擇元素單標溶液全部分析譜線光譜圖，譜線信號強度較弱出現在銅219.958、221.810 nm，靈敏度較低，且219.958 nm 譜 線 存 在 干 擾 元 素，銅324.754 nm 和 銅327.396 nm 譜線強度適中且沒有其他元素干擾。

結合上述相關實驗分析可知，以高信噪比、靈敏度適中、受干擾程度小原則對鉬銅合金中銅元素最佳分析譜線加以選擇[11-12]，即為324.754、327.396 nm。

2.3 基體干擾及校正

配制不含鉬基體與含0.1 g 鉬基體標準溶液，電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定銅元素譜線強度，結果如表1所示。

表1 不同基體下Cu元素含量

由表1可知，在2條分析譜線下對不含鉬基體和含有0.10 g 鉬基體的標準溶液進行測定，銅的發(fā)射強度相差明顯，說明鉬基體的存在對銅元素的測定結果有不同程度的影響。另外，兩組溶液的樣品溶解條件與酸的用量需一致[13]。

2.4 線性方程、線性范圍與定量限

ICP-AES 法檢測時，試樣取量對待測元素定量下限影響大[14]。各項元素定量下限滿足測定范圍下限，進行定量下限測定實驗。取鉬粉0.1 g，溶解定容分取之后，對空白試樣溶液進行11次測定，計算相關元素測定結果標準偏差，元素定量限是10倍標準偏差，結果如表2所示。結合相關實驗分析可知，方法檢出限效果理想，測定范圍內相關元素線性關系良好，測定要求達標。

表2 測量范圍和定量限

2.5 精密度

參考1.3方法對鉬銅合金試樣進行處理，1.2儀器工作條件下進行11次測定，測定結果相對標準偏差都未超過2%，由此能夠看出此方法精密度效果較為理想，如表3所示。

表3 精密度結果

2.6 加標回收試驗

將不同量銅標準溶液依次添加到鉬銅合金試樣中，完成加標回收試驗，銅元素加標回收率101.0%~101.5%，如表4所示。由此看出此方法測定結果可靠性、準確性可得到保障。

表4 加標回收試驗結果

3 結束語

構建電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉬銅合金中銅元素含量分析方法，鹽酸–硝酸溶解鉬銅合金試樣，譜線干擾實驗確定銅元素最佳分析譜線，即為324.754、327.396 nm，基體干擾可用基體匹配法將其加以消除。此方法實際應用優(yōu)勢較為突出，主要體現在準確快速，測定實際生產鉬銅合金樣品銅元素效果較為理想。