ГОСТ 19863.6-91

ГОСТ 19863.6-91 Сплави титанові. Методи визначення кремнію

ГОСТ 19863.6-91

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

СПЛАВИ ТИТАНОВІ

Методи визначення кремнію

Titanium alloys.
Методи для визначення силикон

ОКСТУ 1709

Дата введення 1992-07-01

ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ

1. Розроблено та внесено Міністерством авіаційної промисловості СРСР

РОЗРОБНИКИ

В.Г.Давидов, д-р техн. наук; В. А. Мошкін , канд. техн. наук; Г. І. Фрідман , канд. техн. наук; Л. А. Тенякова ; М. Н. Горлова , канд. хім. наук; Л. В. Антоненко ; О. Л. Скорська , канд. хім. наук

2. ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР з управління якістю продукції та стандартів від 5.05.91 N 625

3. ВЗАМІН ГОСТ 19863.6-80

4. Періодичність перевірки – 5 років

5. ПОСИЛОЧНІ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНІ ДОКУМЕНТИ

Цей стандарт встановлює фотометричний (при масовій частці від 0,04 до 0,5%) та атомно-абсорбційний (при масовій частці від 0,1 до 0,5%) методи визначення кремнію.

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу – за ГОСТ 25086 з доповненням.

1.1.1. За результат аналізу приймають середнє арифметичне результати двох паралельних визначень.

2. ФОТОМЕТРИЧНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КРЕМНІЮ

2.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби у сірчаній кислоті, утворенні жовтої форми кремнемолібденової кислоти, відновленні її сіллю Мора до синьої форми кремнемолібденової кислоти та вимірюванні оптичної щільності розчину при довжині хвилі 625 нм.

З різних аліквотних частин одного розчину проби визначають масову частку кремнію та заліза.

2.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр або фотоелектроколориметр.

Пекти муфельна з терморегулятором.

Фільтри знезолені за ТУ 6-09-1678.

Адсорбент (мацерований папір): 100 г подрібнених фільтрів («червона стрічка») поміщають у склянку місткістю 500 см , доливають 300 см гарячої води та перемішують мішалкою до отримання однорідної маси.

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см та розчин 1:99.

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см та розчини 1:1, 1:3 та 1:99.

Гідроксиламіну гідрохлорид за ГОСТ 5456 , розчин 100 г/дм .

Натрію гідроксид за ГОСТ 4328 , розчин 5 г/дм , готують та зберігають у поліетиленовому посуді.

Спирт етиловий технічний ректифікований за ГОСТ 18300 .

Аміак водний за ГОСТ 3760 .

Амоній молібденовокислий за ГОСТ 3765 , перекристалізований із спиртового розчину, розчин 100 г/дм , свіжоприготовлений; готують у поліетиленовому посуді.

Для перекристалізації 250 г молібденовокислого амонію поміщають у склянку місткістю 1 дм. , доливають 400 см води, нагрівають до температури (80±2) °C, розчиняють при перемішуванні паличкою, додають аміак до появи запаху і фільтрують гарячий розчин через щільний фільтр («синя стрічка») у склянку, що містить 300 см етилового спирту. Розчин охолоджують до температури (10±2) °C і дають відстоятися протягом 1 год. Кристали, що випали, відфільтровують через воронку Бюхнера, відсмоктуючи матковий розчин через фільтр середньої щільності («біла стрічка»).

Кристали промивають тричі етиловим спиртом порціями по 30 см. , Після чого їх рівномірно розподіляють на аркуші фільтрувального паперу, прикривши другим аркушем паперу, і висушують на повітрі протягом 8-10 год.

Сіль закису заліза та амонію подвійна сірчанокисла (сіль Мора) за ГОСТ 4208 , розчин 50 г/дм : 50 г реактиву поміщають у склянку місткістю 400 см. , доливають 200 см розчину сірчаної кислоти 1:99 розчиняють навішування при нагріванні. Розчин фільтрують через подвійний складчастий щільний фільтр (синя стрічка) в конічну колбу місткістю 1 дм. , доливають 440 см розчину сірчаної кислоти 1:1, охолоджують до кімнатної температури, доливають воду до об'єму 1 дм. і перемішують.

Титан губчастий згідно з ГОСТ 17746 * Марки ТГ-100.
_______________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 17746-96 , тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

Натрій кремнекислий мета 9-водний за ТУ 6-09-5337.

Стандартний розчин кремнію: 1 г кремнекислого натрію поміщають у склянку місткістю 400 см. , розчиняють у 100 см води, додають 1 см розчину гідроксиду натрію та фільтрують розчин через щільний складчастий фільтр («синя стрічка») у мірну колбу місткістю 1000 см , доливають водою до мітки та перемішують.

Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить 0,0001 г кремнію.

Для встановлення масової концентрації кремнію аліквотну частину розчину 50 см поміщають у фарфорову чашку місткістю 200 см , доливають 10 см соляної кислоти, перемішують, випарюють насухо, доливають 10 см соляної кислоти і знову випарюють насухо. До сухого залишку доливають 10 см соляної кислоти, 100 см гарячої води, перемішують і залишають у теплому місці плити при температурі 50-60 ° C на 40 хв для коагуляції осаду. Осад відфільтровують через фільтр середньої щільності («біла стрічка») з адсорбентом і вісім разів промивають гарячим розчином соляної кислоти 1:99.

Фільтр з осадом підсушують, озолюють у платиновому тиглі і прожарюють у печі муфельної при температурі 1000-1100 °C протягом 30 хв. Тигель охолоджують до кімнатної температури та зважують. Потім до осаду в тиглі додають з піпетки поліетиленової десять крапель фтористоводневої кислоти, одну краплю сірчаної кислоти і нагрівають до припинення виділення білих парів сірчаної кислоти. Тигель із залишком знову прожарюють у печі муфельної при температурі 1000-1100 °C протягом 10 хв, охолоджують до кімнатної температури і зважують.

Масову концентрацію кремнію ( ), г/см , обчислюють за формулою

, (1)

де - Маса осаду до обробки фтористоводневої кислотою, г;

- Маса осаду після обробки фтористоводневої кислотою, г;

0,4675 - коефіцієнт перерахунку двоокису кремнію на кремній;

- Об'єм стандартного розчину, взятий для визначення кремнію, з

м .

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Наважку проби відповідно до табл.1 поміщають у конічну колбу місткістю 100 см , доливають 30 см розчину сірчаної кислоти 1:3, накривають колбу годинниковим склом або лійкою і нагрівають до розчинення навішування, підтримуючи початковий об'єм водою. Одночасно розчиняють відповідну наважку губчастого титану.

Таблиця 1

У розчин доливають по краплях розчин гідрохлориду гідроксиламіну до зникнення фіолетового забарвлення, п'ять крапель надлишок і кип'ятять 1-2 хв. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переводять у мірну колбу місткістю 100 см. , доливають водою до мітки та перемішують.

2.3.2. Аліквотну частину розчину 10 см переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доливають 30 см води, 10 см розчину молібденовокислого амонію Розчин витримують протягом 30 хв, доливають 30 см розчину сірчаної кислоти 1:3 та перемішують до повного розчинення білого осаду.

До прозорого розчину доливають 10 см. розчину солі Мора доливають водою до мітки і перемішують.

2.3.3. Оптичну щільність розчину вимірюють через 5 хв при довжині хвилі 625 нм в кюветі з товщиною шару фотометрируемого 50 мм при масовій частці кремнію менше 0,1% і 30 мм при масовій частці кремнію більше 0,1%. Розчином порівняння служить аліквотна частина контрольного досвіду, приготовленого за пп.2.3.1, 2.3.2, з усіма реактивами, що використовуються в аналізі.

Масову частку кремнію розраховують за градуювальним графіком.

2.3.4. Побудова градуювального графіка

У дев'ять із десяти мірних колб місткістю по 100 см відміряють 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 см стандартного розчину кремнію, що відповідає 0,00001; 0,00002; 0,00003; 0,00004; 0,00005; 0,00006; 0,00007; 0,00008; 0,00009 г кремнію, у всі колби доливають по 10 см розчину титану, отриманого за п. 2.3.1, і далі продовжують за пп.2.3.2, 2.3.3.

Розчином порівняння служить розчин, який не введений кремній.

За отриманими значеннями оптичної щільності розчинів і відповідним їм мас кремнію будують градуювальний графік.

2.4. Обробка результатів

2.4.1. Масову частку кремнію ( ) у відсотках обчислюють за формулою

, (2)

де - Маса кремнію в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г;

- Маса проби в аліквотній частині розчину, г.

2.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл.2.

Таблиця 2

3. АТОМНО-АБСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ КРЕМНІЮ

3.1. Сутність методу

Метод заснований на розчиненні проби в соляній та борофтористоводневій кислотах та вимірюванні атомної абсорбції кремнію при довжині хвилі 251,6 нм у полум'ї ацетилен – закис азоту.

3.2. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр атомно-абсорбційний із джерелом випромінювання для кремнію.

Ацетилен за ГОСТ 5457 .

Закис азоту медичний.

Кислота соляна за ГОСТ 3118 щільністю 1,19 г/см та розчини 2:1, 1:1 та 1:99.

Кислота азотна за ГОСТ 4461 щільністю 1,35-1,40 г/см .

Кислота сірчана за ГОСТ 4204 щільністю 1,84 г/см .

Кислота борна ГОСТ 9656 .

Кислота фтористоводнева згідно з ГОСТ 10484 .

Кислота борофтористоводнева: до 280 см фтористоводневої кислоти при температурі (10±2) °C додають порціями 130 г борної кислоти і перемішують. Розчин готують і зберігають у поліетиленовому посуді.

Титан губчастий згідно з ГОСТ 17746 марки ТГ-100.

Натрій кремнекислий мета 9-водний за ТУ 6-09-5337.

Стандартні розчини кремнію

Розчин А: 10,112 г кремнекислого натрію розчиняють у фторопластовому склянці на 100 см. води при помірному нагріванні, розчин переводять у мірну колбу місткістю 200 см , доводять водою до мітки та перемішують. Розчин зберігають у поліетиленовому посуді.

1 см розчину містить приблизно 0,005 г кремнію.

Масову концентрацію кремнію ( ), г/см у стандартному розчині, А встановлюють гравіметричним методом.

Аліквотну частину розчину А, рівну 5 см , поміщають у фарфорову чашку, додають 10 см соляної кислоти, перемішують, випарюють насухо, до залишку додають 10 см. соляної кислоти та вдруге випарюють насухо. До сухого залишку доливають 10 см соляної кислоти, 100 см гарячої води перемішують і залишають стояти в теплому місці плити на 40 хв для коагуляції осаду. Осад відфільтровують через фільтр середньої густини («біла стрічка») з адсорбентом і промивають його вісім разів гарячим розчином соляної кислоти 1:99. Подальші операції проводять за п. 2.2.

Розчин Б: 5 см розчину, А відміряють у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки та перемішують. Розчин готують перед вживанням.

1 см розчину містить Б приблизно 0,00025

г кремнію.

3.3. Проведення аналізу

3.3.1. Наважку проби масою 0,5 г поміщають у фторопластовий склянку місткістю 100 см , доливають 20 см розчину соляної кислоти 2:1, 1 см борофтористоводневої кислоти. Закривають склянку кришкою і розчиняють при кімнатній температурі (розчинення відбувається протягом 3-8 год, залежно від складу сплаву). Після розчинення проби додають 5 см азотної кислоти, 10 см борофтористоводневої кислоти і залишають стояти на 20 хв. Переводять розчин у мірну колбу місткістю 100 см , доливають водою до мітки, перемішують і переносять ту склянку, в якому проводили розчинення.

3.3.2. Розчини контрольного досвіду готують за п. 3.3.1.

3.3.3. Побудова градуювального графіка

У сім фторопластових склянок місткістю по 100 см поміщають по 0,5 г губчастого титану, п'ять з них відміряють 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см стандартного розчину Б, що відповідає 0,0005; 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025 г кремнію, та проводять розчинення згідно з п. 3.3.1.

3.3.4. Розчин проби, розчини контрольного досвіду та розчини для побудови градуювального графіка розпорошують в полум'я ацетилен - закис азоту (відновне) та вимірюють атомну абсорбцію кремнію при довжині хвилі 251,6 нм.

За отриманими значеннями атомної абсорбції та відповідним їм масовим концентраціям кремнію будують градуювальний графік у координатах «Значення атомного поглинання — Масова концентрація кремнію, г/см ».

Масову концентрацію кремнію в розчинах проби та розчинах контрольного досвіду визначають за градуювальним графіком.

3.4. Обробка результатів

3.4.1. Масову частку кремнію ( ) у відсотках обчислюють за формулою

, (3)

де - масова концентрація кремнію в розчині проби, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- масова концентрація кремнію в розчині контрольного досвіду, знайдена за градуювальним графіком, г/см ;

- Об'єм розчину проби, см ;

- Маса навішування в розчині проби, г

.

3.4.2. Розбіжності результатів нічого не винні перевищувати значень, зазначених у табл.3.

Таблиця 3