ГОСТ 18904.6-89

ГОСТ 18904.6-89 Тантал та його окис. Спектральний метод визначення алюмінію, ванадію, заліза, кальцію, кремнію, магнію, марганцю, міді, нікелю, ніобію, олова, титану, хрому та цирконію

ГОСТ 18904.6-89

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

ТАНТАЛ І ЙОГО ОКИС

Спектральний метод визначення алюмінію, ванадію, заліза, кальцію,
кремнію, магнію, марганцю, міді, нікелю, ніобію, олова, титану, хрому та цирконію

Tantalum and its oxide. Spectral метод для визначення aluminium,
vanadium, iron, calcium, silicon, magnesium, manganese, copper,
nickel, niobium, tin, titanium, chromium and zirconium

ОКСТУ 1709

Строк дії з 01.01.90
до 01.01.95 *
_________________________________
* Обмеження терміну дії знято
за протоколом N 4-93 Міждержавної Ради
зі стандартизації, метрології та сертифікації
(ІВД N 4, 1994 рік). - Примітка виробника бази даних.

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством кольорової металургії СРСР

ВИКОНАВЦІ

Л. Н. Філімонов, В. М. Володимирова , Н. А. Аракельян , Б. М. Добкіна , Р. Ф. Макарова , А. С. Терехова

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 20.03.89 N 563

3. ВЗАМІН ГОСТ 18904.6-73

4. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює спектральний метод визначення домішок алюмінію, ванадію, заліза, кальцію, кремнію, магнію, марганцю, міді, нікелю, ніобію, олова, титану, хрому та цирконію в танталі (попередньо переведеному в окис) та в його окисі.

Метод заснований на збудженні та реєстрації (фотографічної або фотоелектричної) дугових емісійних спектрів аналізованих зразків та зразків порівняння.

Інтервали визначених масових часток домішок:

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методу аналізу та вимоги безпеки – за ГОСТ 18904.0 з доповненням: за результат аналізу приймають середнє арифметичне двох паралельних визначень, кожне з яких виконують із окремої навішування.

2. АПАРАТУРА, РЕАКТИВИ ТА МАТЕРІАЛИ

Спектрограф дифракційний типу ДФС-13 із ґратами 600 штр/мм або аналогічний.

Фотоелектричне встановлення ДФС-36 або ДФС-44.

Електронно-обчислювальна машина "Іскра-1256" або "Д-3-28" або аналогічного типу.

Генератор УГЕ-4 або випрямляч 250-300, 20-30 А.

Мікрофотометр типу МФ-2 чи аналогічний.

Спектропроектор ПС-18 чи аналогічний.

Терези аналітичні.

Ваги торсіонні.

Ваги технічні.

Віброустановка MEAS PRAHA TYP T22, 220 V, 50 Hz, 20 W, ЧССР або інший пристрій для перемішування та розтирання проб.

Ступки та маточки з танталу та з органічного скла.

Пекти муфельна.

Шафа сушильна.

Плитка електрична.

Верстат для заточування вугільних електродів.

Вугілля спектральне ОСЧ-7-3 або С-3, діаметром 6 мм.

Електроди, виточені з спектрального вугілля:

типу «чарка»: діаметр кратера – 4 мм, глибина кратера – 3 мм, висота зовнішньої стінки – 5 мм, висота ніжки – 3 мм, діаметр ніжки 2,5 мм; заточені на усічений конус із майданчиком діаметром 2 мм.

Колби мірні місткістю 100 см , 500 см .

Кварцеві чашки.

Чашки та тиглі платинові.

Тиглі зі скловуглецю.

Склянка з вініпласту місткістю 2000 см .

Вирва з органічного скла.

Колба Бунзена із органічного скла.

Пінцет медичний за ГОСТ 21241 .

Тканина перхлорвінілова.

Алюміній металевий ГОСТ 13276 .

Аміак водний за ГОСТ 3760 або отриманий насиченням очищеної води газоподібним аміаком у поліетиленовій посудині.

Амоній фтористий за ГОСТ 4518 , розчин концентрацією 100 г/дм .

Вуглекислий барій за ГОСТ 4158 .

Ванадія (V) окис.

Заліза (III) окис.

Графіт порошковий ос. за ГОСТ 23463 або вугільний порошок з вугілля ОСЧ-7-3 або С-3 з подальшим очищенням соляною кислотою, обробкою фтористоводневої кислотою і сушінням в муфельній печі при 400 °C протягом 1-2 год. Сушіння ведуть у платиновій чашці або тигле скловуглецю.

Калій дворомовокислий за ГОСТ 4220 .

Кальцій азотнокислий 4-водний за ГОСТ 4142 .

Кислота азотна ос.ч. за ГОСТ 11125 і розведена 1:1 або за ГОСТ 4461 двічі перегнана в кварцовому апараті.

Кислота сірчана ос. за ГОСТ 14262 , розведена 1:1.

Кислота соляна ос.ч. за ГОСТ 14261 , розведена 2:1, або за ГОСТ 3118 , перегнана в кварцовому апараті.

Кислота фтористоводнева ос.ч.

Кремнія двоокис за ГОСТ 9428 .

Магній азотнокислий за ГОСТ 11088 .

Магнію окис за ГОСТ 4526 .

Марганець (II) хлористий 4-водний за ГОСТ 612 .

Мідь азотнокисла.

Мідь металева електролітична марка М-0, M-1.

Натрій хлористий згідно з ГОСТ 4233 .

Нікель сірчанокислий 7-водний за ГОСТ 4465 .

Ніобію (V) окис.

Олова (IV) окис за ГОСТ 22516 .

Спирт етиловий ректифікований за ГОСТ 5962 * або спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ Р 51652-2000. - Примітка виробника бази даних.

Сурма (III) окис.

Тантал порошкоподібний високої чистоти або танталу (V) окис, чистий за домішками, що визначаються.

Титану (IV) окис.

Трибутілфосфат очищений.

Цирконію (IV) окис.

Фотопластинки спектральні тип I, тип II, ЕС або аналогічні, що забезпечують нормальні почорніння ліній, що фотометруються, і фону спектру.

Проявник контрастний.

Фіксаж кислий.

Стандартні розчини з масовою концентрацією 10 мг/см :

навішування металевого алюмінію масою 5 г розчиняють у 80 см соляної кислоти, розведеної 2:1, переводять у мірну колбу місткістю 500 см , доводять до мітки водою та перемішують;

навішування азотнокислого кальцію масою 5,8902 г розчиняють у воді, переводять у мірну колбу на 100 см , доводять до мітки водою та перемішують;

навішування азотнокислого магнію масою 6,0987 г розчиняють у воді, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доводять водою до мітки та перемішують; або навішування окису магнію масою 1,6583 г розчиняють у 40 см соляної кислоти, розведеної 1:1, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доводять водою до мітки та перемішують.

Наважку хлористого марганцю масою 3,603 г розчиняють у воді, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доводять водою до мітки та перемішують.

Наважку азотнокислої міді масою 3,8022 г розчиняють у воді, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доводять водою до мітки та перемішують; або 1 г електролітичної міді розчиняють у кварцовій чашці при нагріванні 25 см азотної кислоти, розведеної 1:1, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доводять водою до мітки та перемішують.

Наважку сірчанокислого нікелю масою 4,785 г розчиняють у воді, що містить 1 см сірчаної кислоти, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доводять водою до мітки та перемішують. Значення маси навішування уточнюють після визначення основної речовини у сірчанокислому нікелі.

Наважку двічі перекристалізованого дворомовокислого калію масою 2,828 г розчиняють у воді, переводять у мірну колбу місткістю 100 см , доводять водою до мітки та перемішують.

3. ПІДГОТОВКА ДО АНАЛІЗУ

3.1. Приготування буферної суміші

20 г графітового порошку, 2,5 г хлористого натрію, 0,05 г триокису сурми і 1,0 г вуглекислого барію перемішують у ступці протягом 1 години або на віброустановці протягом 40-50 хв.

3.2. Приготування зразків порівняння

Зразки порівняння (ОС) готують на основі окису танталу, чистої за домішками, що визначаються, тобто ці домішки не виявлені при проведенні аналізів, наведених в разд.4 і 5 цього стандарту. Допускається приготування основи із порошку танталу високої чистоти за п. 3.2.1.

3.2.1. Приготування основи

Наважку порошку танталу масою 500 г поміщають у вініпластовий стакан, змочують водою до утворення густої кашки, порціями (після припинення бурхливої реакції) додають 1100 см фтористоводневої кислоти, потім краплями додають азотну кислоту до припинення виділення оксидів азоту. Після охолодження розчин фільтрують у колбу Бунзена з органічного скла через перхлорвінілову тканину. До фільтрату додають воду з розрахунком, щоб концентрація танталу в розчині була 100 г/дм . Екстрагують тантал трибутилфосфатом у три стадії при співвідношенні органічної та водної фаз 0,5:1,0; 0,3:1,0; 0,2:1,0. Водну фазу зливають у відходи, об'єднують органічну і промивають сірчаною кислотою (1:1), при співвідношенні фаз 1,0:0,2.

З органічної фази проводять реєстрацію танталу розчином фтористого амонію в три стадії при співвідношенні органічної та водної фаз 1:0,4; 1: 0,2; 1:0,1. З водної фази тантал беруть в облогу аміаком при рН 7-8, осад відфільтровують через фільтр «синя стрічка» під вакуумом на вирві з органічного скла. Отриманий гідроксид танталу змивають у склянку з органічного скла п'ятикратним об'ємом води та знову фільтрують. Відмивання водою повторюють тричі, потім промивають спиртом на лійці, поміщають у платинову чашку, сушать у сушильній шафі протягом 5-6 год при 140-150 ° С, потім прожарюють в печі муфельної протягом 24 год при 800-900 °С. Отриману основу аналізують відповідно до разд.4, 5.

3.2.2. Приготування зразків порівняння

Головний зразок порівняння (ГЗС) готують змішуванням основи зі стандартними розчинами та попередньо прожареними окисами визначених елементів.

У платинову чашку поміщають 20 г основи, послідовно вводять по 18 см кожного із стандартних розчинів концентрацією 10 мг/см . Після кожного розчину суміш підсушують на плитці. Після закінчення введення стандартних розчинів алюмінію, кальцію, магнію, марганцю, міді, нікелю та хрому підсушену суміш прожарюють у муфельній печі при температурі 750 °C протягом 1 год.

У танталову ступку поміщають 0,3213 р окису ванадію (V), 0,3851 р окису кремнію (IV); 0,2573 г окису заліза (III); 25,7510 г окису ніобію (V); 0,2285 г окису олова (IV); 0,3002 г окису титану (IV) і 0,2431 г окису цирконію (V), перемішують, потім додають вміст платинової чашки і ретельно розтирають танталовим пестиком протягом 3-3,5 год, потім додають 28,4267 г основи перемішують протягом 3 годин або на віброустановці протягом 40-50 хв. Перемішування у ступці допускається проводити з додаванням спирту для підтримки суміші в кашкоподібному стані з подальшим висушуванням. Отриманий ДЕРЖ зберігають у щільно закритій скляній банці.

Інші О. С. готують послідовним розведенням ГОС та наступних ОС основою. Масова частка обумовлених домішок у відсотках до суми металів танталу і домішок і вводяться в суміш навішування основи і ОС, що розбавляється, вказані в табл.1.

Таблиця 1

Кожен зразок порівняння змішують з буферною сумішшю у співвідношенні 3:1 у ступці з оргскла протягом 2-3 год або на віброустановці протягом 1,5-2 год. Готові О. С. зберігають у щільно закритих скляних банках.

Допускається приготування ОС з використанням інших кількостей речовин, що змішуються при збереженні значень масових часток, зазначених у стандарті.

4. ПРОВЕДЕННЯ АНАЛІЗУ

4.1. Підготовка проб до аналізу

Пробу металу переводять в окис: платиновий тигель, попередньо протертий спиртом (0,5 см ) поміщають 0,9-1,0 г проби, окислюють спочатку на краю розігрітої муфельної печі, а потім прожарюють при температурі 700-800 °С. Повноту окислення встановлюють за кольором: повністю окислена проба набуває білого або світло-жовтого кольору. Отриманий окис переносять у ступню танталу і розтирають протягом 5 хв.

Аналізований окис змішують з буферною сумішшю у співвідношенні 3:1 масою у ступці або на віброустановці (10-15 хв).

При взятті наважок човники, шпателі та інші пристрої протирають спиртом (0,5 см на один зразок).

При перемішуванні ступки, маточки або деталі віброустановки миють водою і протирають спиртом (2 см на один зразок).

4.2. Порушення спектрів

Аналізовані зразки та ОС, змішані з буферною сумішшю, щільно (без зважування) набивають у кратери вугільних електродів типу «чарка», які включають у ланцюг дуги постійного струму як нижній електрод-анод. Катодом є верхні електроди, заточені на усічений конус. Сила струму дуги 20 А, час експозиції 30 с міжелектродний проміжок 2,5 мм.

При визначенні малих вмістів ніобію (3·10 - 3 · 10 %): сила струму 22-24 А, час випалу - 10 с, час експозиції - 40 с, інші умови ті ж, що і при визначенні інших домішок.

4.3. Реєстрація спектрів

4.3.1. При фотографічній реєстрації ширина щілини спектрографа ДФС-13 13-15 мкм, система освітлення трилінзова. На фотопластинку фотографують по 3 спектри кожної проби та кожного О. С. Фотографування повторюють двічі. Фотографована область спектру: 245-350 нм і 360-450 нм (при визначенні кальцію). Фотографують кожну порцію, підготовлену (змішану з буферною сумішшю) з однієї навішування вихідної проби окису (або окисленої проби металу) на двох фотопластинках по три рази на кожній.

Після фотографування спектрів фотопластинки виявляють, миють, фіксують, промивають у проточній воді та сушать.

4.3.2. При фотоелектричній реєстрації ширина вхідної щілини фотоелектричної установки ДФС-36 (ДФС-44) 0,15-0,20 мкм, система освітлення - дволінзова. Реєструють по два спектри однієї порції, підготовленої (змішаної з буферною сумішшю) з однієї навішування вихідної проби окису (або окисленої проби металу).

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1. Фотопластинки фотометрують на мікрофотометрі. На кожній спектрограмі вимірюють почорніння аналітичних ліній та ліній порівняння, обчислюють різницю почорнінь ( ), знаходять середнє арифметичне значення для трьох спектрограм, одержаних від одного зразка. Довжини хвиль аналітичних ліній та ліній порівняння наведені у табл.2.

Таблиця 2

* Лінії, що використовуються при фотоелектричній реєстрації.

5.2. На виході фотоелектричної установки (табло цифрового вольтметра або стрічка цифрового пристрою) отримують показання ( ), пропорційні логарифму відносної інтенсивності аналітичної лінії та лінії порівняння (табл.2).

5.3. Для кожної домішки, що визначається, будують градуювальний графік: по осі абсцис відкладають значення , де - масова частка (у відсотках) обумовленої домішки в ОС; по осі ординат відкладають усереднені значення аналітичного сигналу ( або ) відповідних О. С. За цими графіками і усередненим значенням аналітичного сигналу, отриманим за спектрами проб, знаходять значення масових часток домішок, що визначаються в аналізованих пробах.

5.3.1. При фотографічній реєстрації спектра за один з результатів паралельного визначення приймають середнє результатів, отриманих на двох фотопластинках, кожен із яких є середнім трьох спектрограм.

5.3.2. При фотоелектричній реєстрації спектра за результат одного з паралельних ухвал приймають середнє результатів вимірювань аналітичних сигналів двох спектрів.

5.4. Допускається проводити обробку аналітичних сигналів за допомогою ЕОМ "Іскра-1256", Д-3-28 або аналогічного типу за програмами, затвердженими в установленому порядку.

5.5. Абсолютні значення різниць двох результатів паралельних визначень (показник збіжності) та двох результатів аналізів (показник відтворюваності), чисельно рівні між собою, з ймовірністю 0,95, повинні не перевищувати значень розбіжностей, що допускаються, наведених в табл.3.

Таблиця 3

Допустимі розбіжності для проміжних значень масових часток розраховують методом лінійної інтерполяції.

5.6. Допускається застосування інших методик аналізу, за метрологічними характеристиками, що не поступаються наведеним у стандарті.