ГОСТ 26239.2-84

ГОСТ 26239.2-84 Кремній напівпровідниковий, вихідні продукти для його одержання та кварц. Методи визначення бору (зі зміною N 1)

ГОСТ 26239.2-84

Група В59

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ СПІЛКИ РСР

КРЕМНІЙ НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ, ВИХІДНІ ПРОДУКТИ ДЛЯ ЙОГО ОТРИМАННЯ І КВАРЦ

Методи визначення бору

Семінд. Методи борон визначання

ОКСТУ 1709

Строк дії з 01.01.86
до 01.01.91*
_______________________________
* Обмеження терміну дії знято
за протоколом N 7-95 Міждержавної Ради
зі стандартизації, метрології та сертифікації
(ІВД N 11, 1995 рік). - Примітка виробника бази даних.

Розроблено Міністерством кольорової металургії СРСР

ВИКОНАВЦІ

Ю. А. Карпов , М. Н. Щулепніков , М. К. Вінніков , Г. Г. Главін , Н. А. Градскова , О. В. Зав'ялов , Т. І. Зяблова , В. Є. Квін , Ст. А. Крилов , І. А. Кузовлєв , Н. І. Маруніна , В. Р. Міскар'янц , В. М. Михайлов , М. Р. Назарова , В. А. Орлова , А. І. Степанов , Н. С. Сисоєва , В. І. Фірсов , Г. І. Олександрова

ВНЕСЕН Міністерством кольорової металургії СРСР

Член Колегії А. П. Снурніков

ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Постановою Державного комітету СРСР за стандартами від 13 липня 1984 р. N 2490

ВНЕСЕН Зміна N 1, затверджена та введена в дію з 01.01.91 постановою Держстандарту СРСР від 26.06.90 N 1847

Зміна N 1 внесена виробником бази даних за текстом ІВД N 2, 1990 рік


Цей стандарт встановлює хіміко-атомно-емісійний метод визначення бору в напівпровідниковому кремнії в інтервалі масових часток від 2·10 до 2·10 %, у двоокисі кремнію та кварці від 1·10 до 1·10 %, у чотирихлористому кремнії та трихлорсилані від 6·10 до 7·10 % та атомно-емісійний метод визначення бору від 0,001 до 0,1% у технічному кремнії.

(Змінена редакція, зміна N 1).

1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ

1.1. Загальні вимоги до методів аналізу - за ГОСТ 26239.0-84.

2. ХІМІКО-АТОМНО-ЕМІСІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ БОРУ

______________
* Найменування розділу. Змінена редакція, Змін. N1.

Метод заснований на попередньому концентруванні бору шляхом видалення основного елемента - кремнію у вигляді тетрафториду при аналізі напівпровідникового кремнію, двоокису кремнію, кварцу і у вигляді тетрахлориду-тетрафториду при аналізі чотирихлористого кремнію і трихлорсилану в присутності маніту, що утворює з бором складний комплекс концентрату бору на графітовому порошку з додаванням фторопласту.

2.1. Апаратура, матеріали та реактиви

Спектрограф дифракційний типу ДФС-8 з ґратами 600 штр/мм із дволінзовою системою освітлення (лінза F-75 діаметром 25 мм) або спектрограф середньої дисперсії типу ІСП-28 із трилінзовою системою освітлення.

Генератор дуговий типу ДГ-2 з додатковим реостатом, пристосований для підпалу постійного струму дуги високочастотним розрядом.

Випрямляч 250-300 В, 30-50 А.

Мікрофотометр нереєструючий типу МФ-2.

Спектропроектор типу СПП-2.

Терези аналітичні.

Ваги торсіонні.

Ступка та маточка з органічного скла.

Верстат для заточування графітових електродів.

Електроди графітові фасонні для спектрального аналізу ОСЧ-7-4 діаметром 6 мм, заточені на конус; або графітові електроди, виточені з графітових стрижнів ОСЧ-7-3, діаметром 6 мм, заточені на конус з кутом при вершині 15° та з майданчиком діаметром 1,5 мм на кінці, обпалені в дузі постійного струму при 15 А протягом 15 с .

Електроди графітові фасонні для спектрального аналізу ОСЧ-7-4 діаметром 6 мм, з каналом глибиною 6 мм з діаметром 4 мм; або графітові електроди тих самих розмірів, виточені з графітових стрижнів ОСЧ-7-3, обпалені в дузі постійного струму при 15 А протягом 15 с.

Очищення випалюванням піддають кожну пару електродів безпосередньо перед аналізом (електрод, заточений на конус - катод, електрод з каналом - анод). Масова частка бору в графітових електродах повинна бути меншою за 1·10 %.

Графіт порошковий ос. 8-4 за ГОСТ 23463-79 .

Лампа інфрачервона ІКЗ-500 із регулятором напруги типу РНО-250−0,5.

Бокс із органічного скла типу 8БП1-ОС для підготовки проб до спектрального аналізу.

Бокс із органічного скла з очищеним через тканину Петрянова повітрям для хімічної підготовки проб типу 2БП2-ОС.

Електричні плитки з температурою поверхні не більше 105 °C.

Циліндри з органічного скла на 10 та 25 см .

Пристосування із органічного скла для підготовки проб до спектрального аналізу (підставки для графітових електродів, шпателі, набивалки).

Шафа сушильна, що забезпечує температуру нагрівання 250 °C.

Чашки фторопластові місткістю 20 та 100 см .

Склянки фторопластові з кришками, що загвинчуються, місткістю 20-25 см. та 75-80 см .

Чашки з кришками зі скловуглецю та фторопласту місткістю 25-30 см .

Пластинки фотографічні типу 2, що забезпечують нормальне почорніння аналітичної лінії бору та довколишнього фону в спектрі.

Насадка з прорізом висотою 5 мм, що надівається на щілину спектрографа ДФС-8.

Кислота фтористоводнева ос.ч. 27-5.

Кислота азотна особливої чистоти за ГОСТ 11125-84 або кислота азотна х.ч. за ГОСТ 4461-77 , двічі перегнана в кварцовому приладі.

Кислота соляна за ГОСТ 3118-77 , х.ч., або соляна кислота особливої чистоти за ГОСТ 14261-77 , перегнана у фторопластовому приладі (перед перегонкою соляну кислоту розбавляють деіонізованою водою щодо 1:1), 6 М розчин.

Вода деіонізована з питомим електроопором 10-20 МОм·см.

Д (-) Маніт за ГОСТ 8321-74 , спектрально чистий по бору, 1 і 10% розчини.

Фторопласт-4 порошкоподібний згідно з ГОСТ 10007-80 .

Спирт етиловий ректифікований технічний за ГОСТ 18300-87 .

Бура за ГОСТ 8429-77 , стандартний розчин, що містить 1 мг/см бору: 0,882 г бури розчиняють у невеликій кількості води. Отриманий розчин переносять у мірну колбу місткістю 100 см , доводять до мітки водою та перемішують.

Натрій фтористий.

Автоклав аналітичний М167 з реакційною камерою М206; 3551 з реакційною камерою 3552 відповідно до додатку до ГОСТ 26239 .1-84.

(Змінена редакція, зміна N 1).

2.2. Підготовка до аналізу

2.2.1. Приготування зразків порівняння (ОС)

2.2.1.1. Основний зразок порівняння (ООС) з масовою часткою лісу 0,1%: у фторопластовую чашку місткістю 50 см поміщають 0,999 г графітового порошку, доливають 1 см стандартного розчину бури, що містить 1 мг/см бору. Суміш ретельно перемішують та висушують під інфрачервоною лампою при температурі не вище 80 °C. Висушену суміш ретельно перемішують фторопластовим маточкою протягом 40 хв.

2.2.1.2. Зразки порівняння ОС1-ОС7 готують послідовним розведенням основного зразка порівняння ООС, а потім кожного наступного зразка порівняння графітовим порошком у присутності спирту етилового. Масова частка бору в зразках порівняння ОС1-ОС7 (у відсотках, у розрахунку на вміст бору в суміші бору і вуглецю) і вводяться в суміш навішування графітового порошку і зразка, що змішується для отримання даного зразка, наведені в табл.1.

Таблиця 1

Наведені навішування графітового порошку і зразка, що розбавляється, поміщають у ступку з органічного скла, доливають 1 см 10%-ного розчину маніту. Суміш ретельно перемішують та висушують під інфрачервоною лампою при температурі не вище 80 °C. Висушену суміш ретельно перемішують фторопластовим маточкою протягом 40 хв.

Кожен зразок порівняння (ОС) із серії ОС1-ОС7 поміщають у ступку з органічного скла, додають 2 см 10%-ного розчину маніту ретельно перемішують і висушують під інфрачервоною лампою при температурі не вище 80 °C.

Усі операції з приготування зразків порівняння проводять у боксі з органічного скла, ретельно протираючи стінки боксу шматочками бязі, змоченими етиловим спиртом.

При аналізі використовують (фотографують спектри) ОС3-ОС7.

Зразки порівняння зберігають у щільно закритих банках із органічного скла.

2.2.1.1 , 2.2.1.2 . (Змінена редакція, зміна N 1).

2.2.2. Підготовка проб кремнію та кварцу до аналізу

Проби кремнію або кварцу промивають концентрованою соляною кислотою при нагріванні, деіонізованою водою і просушують. Промиті шматки загортають у чисту поліетиленову плівку та розбивають загорнутим у поліетиленову плівку молотком на шматочки розміром 1-3 мм.

2.3. Проведення аналізу

2.3.1. Концентрування бору

2.3.1.1. Одержання концентрату бору під час аналізу напівпровідникового кремнію.

Наважку кремнію масою 1 г поміщають у фторопластовий склянку з кришкою, що загвинчується, місткістю 20-25 см. , доливають 0,2 см 1%-ного розчину маніту та 9 см фтористоводневої кислоти. Вміст склянки добре перемішують і додають на холод обережно по краплях 3,5 см. азотної кислоти. Додавання кожної наступної краплі азотної кислоти ведуть після припинення бурхливого виділення оксидів азоту, прикриваючи щоразу склянку кришкою. При цьому основна маса кремнію розчиняється. Після цього склянку закривають кришкою, що загвинчується, поміщають в інший фторопластовий склянку з загвинчується. кришкою місткістю 75-80 см , закривають кришкою, що загвинчується, і ставлять у сушильний шафу на 1 год при температурі від 80 до 90 °C (за цей час навішування кремнію повністю розчиняється). Розчинення кремнію допускається проводити також у чашках із кришками зі скловуглецю на електроплитці при температурі від 80 до 90 °C.

Після повного розчинення кремнію розчин кількісно переносять у фторопластову чашку місткістю 20 см. додають 20 мг графітового порошку, ретельно перемішують похитуванням чашки і випарюють насухо на електроплитці при температурі від 80 до 90 °C. До сухого залишку додають 2-3 рази по 0,5 см. суміші фтористоводневої та азотної кислот (1:1), випарюють щоразу насухо. Сухий залишок із чашки переносять у пакетик із кальки за допомогою шпателя.

Отриманий сухий залишок є концентратом бору, що піддається атомно-емісійному аналізу.

Усі роботи, пов'язані з концентруванням бору, проводять у боксі з органічного скла з очищеним через тканину Петрянова повітрям, ретельно протираючи стінки боксу шматочками бязі, змоченими етиловим спиртом.

Аналіз кожної проби кремнію проводять із трьох паралельних наважок.

Одночасно через всі стадії аналізу проводять три контрольні досліди на забруднення реактивів і отримують три сухі залишки - три концентрати бору контрольного досвіду.

Допускається отримання концентрату бору в аналітичному автоклаві у кратері графітового електрода.

Аналіз кожної проби кремнію проводять із трьох паралельних наважок. Для цього в кратери 3 графітових електродів з насадками поміщають навішування кремнію масою 0,5 г (або в 1 електрод з наважкою 1,5 г), змішані з 20 мг графітового порошку та 1 мг порошкоподібного фторопласту, змочують 0,02 см 10%-ного розчину маніту.

Одночасно через всі стадії аналізу проводять три контрольні досліди на забруднення реактивів.

Електроди з пробами та контрольними дослідами поміщають у фторопластовий утримувач електродів. Утримувач електродів поміщають у реакційну склянку камери, в яку налито 35 см фтористоводневої та 5 см азотної кислоти.

Реакційну камеру поміщають у корпус автоклава, герметизують його, поміщають у сушильний шафу і витримують протягом чотирьох годин при температурі 200-220 °С.

Після цього автоклав виймають із сушильної шафи, охолоджують за допомогою вентилятора або контактного холодильника. Відкривши автоклав, реакційну камеру протирають зовні ватним тампоном, змоченим спиртом. Виймають електроди та при необхідності підсушують їх під інфрачервоною лампою.

Концентрати домішок у електродах піддають атомно-емісійного аналізу.

(Змінена редакція, зміна N 1).

2.3.1.2. Одержання концентрату бору при аналізі двоокису кремнію та кварцу

Наважку двоокису кремнію або кварцу масою 2 г поміщають у фторопластовий склянку з кришкою, що загвинчується, місткістю 20-25 см. (при аналізі двоокису кремнію навішування змочують 0,5 см деіонізованої води), додають 0,2 см 1%-ного розчину маніту, доливають 8 см фтористоводневої кислоти, закривають склянку кришкою, що загвинчується, і поміщають в інший фторопластовий склянку з кришкою, що загвинчується, місткістю 75-80 см. . Закривають склянку кришкою, що загвинчується і ставлять в сушильний шафа на 1-2 год при температурі від 80 до 90 ° C (за цей час навішування двоокису кремнію або кварцу повністю розчиняється). Розчинення окису кремнію (кварцу) допускається проводити також у фторопластових чашках з кришками на електроплитці при температурі від 80 до 90 °C. Після повного розчинення розчин кількісно переносять у фторопластову чашку місткістю 20 см. додають 20 мг графітового порошку і випарюють насухо на електроплитці при температурі від 80 до 90 °C. До сухого залишку додають двічі по 0,5 см. фтористоводневої кислоти, випаровуючи кожного разу насухо.

Далі продовжують, як зазначено у п. 2.3.1.1

.

2.3.1.3. Одержання концентрату бору при аналізі чотирихлористого кремнію та трихлорсилану

У фторопластову чашку місткістю 100 см поміщають 0,2 см 1%-ного розчину маніту, доливають 33 см (50 г) чотирихлористого кремнію або 37 см (50 г) трихлорсилану, відібраних поліетиленовим циліндром, і перемішують протягом 2 хв. Чашку з вмістом поміщають у бокс з очищеним через тканину Петрянова повітрям і залишають для відгону кремнію шляхом природного випаровування у вигляді тетрахлориду, трихлорсилану. Двоокис кремнію, що утворився в результаті часткового гідролізу за рахунок вологи повітря, розчиняють, додаючи 5-7 см фтористоводневої кислоти і 20 мг графітового порошку, ставлять на електроплитку для відгону основи у вигляді тетрафториду-тетрахлориду кремнію і випарюють насухо при температурі від 80 до 90 °C До сухого залишку додають 0,5-1 см фтористоводневої кислоти та випарюють насухо. Цю операцію проводять ще двічі, випаровуючи щоразу насухо. Далі продовжують, як зазначено у ст. п. 2.3.1.1 .

2.3.2. Атомно-емісійний аналіз концентратів

2.3.2.1. До кожного концентрату, отриманого з аналізованої проби або при проведенні контрольного досвіду, і до 20 мг кожного зі зразків порівняння ОС3-ОС7 додають по 1 мг порошкоподібного фторопласту (або 1 мг натрію фтористого) і злегка перемішують шпателем на шматочку кальки, ретельно протираючи шп. набивалку після кожної проби шматочками бязі, змоченими етиловим спиртом. Кожну суміш з фторопластом поміщають канал графітового електрода діаметром 4 мм і глибиною 6 мм, а суміш з фтористим натрієм в канал електрода діаметром 4 мм і глибиною 3 мм. Таким чином, отримують три електроди з концентратами однієї проби, три електроди з концентратами трьох контрольних дослідів, три електроди зі зразками порівняння ОС3 і т. д. Електрод із концентратом домішок (або зразком порівняння) служить анодом (нижній електрод). Верхнім електродом є графітовий електрод, заточений на конус. Між електродами запалюють дугу постійного струму силою 10 А (або 15 при використанні фтористого натрію). Спектри фотографують на дифракційному спектрографі ДФС-8 або спектрографі середньої дисперсії ІСП-28.

При фотографуванні спектрів на спектрограф ДФС застосовують дволінзову систему освітлення (застосовують лінзу F-75 діаметром 25 мм). На щілину спектрографа надягають насадку з прорізом висотою 5 мм. Шкалу довжин хвиль встановлюють на 280 нм. У касету заряджають фотопластинку типу 2. Ширина щілини спектрографа 15 мкм. Час експозиції 10 с (близько 30 с до вигоряння, при використанні фтористого натрію). Під час експозиції відстань між електродами підтримують 3 мм.

При фотографуванні спектрів на спектрограф ІСП-28 застосовують трилінзову систему освітлення. Проміжна діафрагма 5 мм. Ширина щілини спектрографа 15 мкм. Час експозиції 10 с (або близько 30 с до вигоряння, при використанні фтористого натрію). Під час експозиції відстань між електродами підтримують 3 мм. У касету заряджають фотопластинки тип 2.

2.3.1.3 , 2.3.2, 2.3.2.1 . (Змінена редакція, зміна N 1).

2.3.2.2. В однакових умовах фотографують по три рази спектр концентратів аналізованих проб, спектр концентратів, отриманих з контрольних дослідів, та спектр кожного із зразків порівняння.

Експоновану фотопластинку виявляють, промивають водою, фіксують, промивають у проточній воді протягом 15 хв та сушать.

2.4. Обробка результатів

2.4.1. За остаточний результат аналізу приймають середнє геометричне результатів трьох паралельних визначень, виконаних кожне з окремої навішування напівпровідникового кремнію, двоокису кремнію, кварцу, чотирихлористого кремнію або трихлорсилану.

2.4.2. У кожній спектрограмі фотометрують почорніння аналітичної лінії бору (використовують лінію бору В 249,77 нм) та прилеглого фону (мінімальне почорніння поряд з аналітичною лінією бору з будь-якої сторони, але з однією і тією ж у всіх спектрах, знятих на одній платівці) і обчислюють різницю почорнінь . За трьома значеннями , , , отриманих за трьома спектрограмами, знятими для кожного зразка, знаходять середнє арифметичне . Від отриманих середніх значень переходять до відповідних значень логарифмів відносної інтенсивності , Наведеним в обов'язковому додатку ГОСТ 13637.1-77 *.
______________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діє ГОСТ 13637.1-93 , тут і далі за текстом. - Примітка виробника бази даних.

За значеннями і для зразків порівняння будують градуювальний графік у координатах ; за значенням для концентратів контрольних дослідів визначають середнє значення масової частки бору у концентратах контрольних дослідів. Відповідно за значенням для концентратів аналізованої проби знаходять за градуювальним графіком середнє значення масової частки бору в концентратах аналізує

мій проби.

2.4.3. Масову частку бору ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса навішування графітового порошку-колектора, г;

- Маса навішування напівпровідникового кремнію, двоокису кремнію, кварцу, чотирихлористого кремнію або трихлорсилану, г;

- Середнє значення масової частки бору в концентратах аналізованої проби, %;

- Середнє значення масової частки бору в концентратах контрольного досвіду, %.

Величина — не повинна перевищувати встановлену для методу нижню межу значення масової частки бору, що визначається, більш ніж у два рази. Якщо ця умова не забезпечується, необхідно ретельно поетапно очистити приміщення, робочі місця, апаратуру, що застосовується, реактиви та матеріали.

2.4.4. При контролі збіжності результатів паралельних визначень із трьох значень , , , отриманих за трьома спектрограмами, знятими для трьох концентратів аналізованої проби, вибирають найбільше і найменше значення, що переходять від них до відповідних значень і , наведеним в обов'язковому додатку ГОСТ 13637.1-77 , і знаходять відповідні значення масової частки бору в пробі і

.

2.4.5. Відношення найбільшого із трьох результатів паралельних визначень до найменшого з довірчою ймовірністю 0,95 не повинно перевищувати значень розбіжностей, що допускаються, трьох результатів паралельних визначень, наведених у табл.2.

Таблиця 2

(Змінена редакція, зміна N 1).

2.4.6. Контроль правильності аналізу проводять шляхом добавок. Для цього розчини трьох паралельних наважок напівпровідникового кремнію (або в три паралельні навішування двоокису кремнію, кварцу, чотирихлористого кремнію або трихлорсилану) з мінімальним значенням масової частки бору вводять добавки бору у вигляді розчину бури (див. п.2). Добавку вводять у такій кількості, при якому значення масової частки бору в пробі з добавкою було не менше потрійної величини нижньої межі значення масової частки бору за методикою, не менше потрійного значення масової частки бору в пробі і не більше верхньої межі визначається значення масової частки бору за методиці. Проби з добавкою аналізують разд.4 і 5.

Результат аналізу вважають правильним із довірчою ймовірністю 0,95, якщо допускаються розбіжності між результатами аналізу проби з добавкою та її обчисленим значенням (де - Результат аналізу проби, - масова частка добавки) не перевищують величин, наведених у табл.3.

Таблиця 3

Примітка. Визначення бору в напівпровідниковому кремнії, двоокису кремнію та кварці можна проводити також за ГОСТ 26239.1-84 спільно з металевими домішками. Спільне хіміко-атомно-емісійне визначення металевих домішок та бору проводять за ГОСТ 26239.1-84. Як носій використовують комбінований носій - хлористий натрій плюс фторопласт (по 1 мг) або хлористий натрій плюс фтористий натрій (по 1 мг).

Для приготування спільного основного зразка порівняння (ООС) металевих домішок і бору, приготовані за ГОСТ 26239.1-84 ООС на металеві домішки вводять розраховану кількість бору у вигляді розчину бури за п. 3.1.1.

Для приготування зразків порівняння ОС1-ОС7 кожен раз у ступку з органічного скла, перед перемішуванням наважок графітового порошку і зразка порівняння, що розбавляється, доливають по 1 см 10%-ного розчину маніту.

Обробку результатів аналізу проводять за ГОСТ 26239.1-84 (розд.5).


(Змінена редакція, зміна N 1).

3. АТОМНО-ЕМІСІЙНИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ БОРУ

______________
* Найменування розділу. Змінена редакція, Змін. N1.

Метод ґрунтується на збудженні спектра в дузі змінного струму. Зміст бору визначають за градуювальним графіком, побудованим у координатах: різниця почорнінь аналітичної лінії та фону ( ) - логарифм концентрації бору ( ).

3.1. Апаратура, матеріали та реактиви

Спектрограф кварцовий типу ІСП-28 із трилінзовою системою освітлення.

Генератор дуговий типу ДГ-2.

Мікрофотометр типу МФ-2.

Терези аналітичні.

Верстат для заточування електродів.

Мідні електроди діаметром 6 мм, заточені на конус з діаметром майданчика 2 мм.

Електроди мідні діаметром 6 мм з каналом глибиною 6 мм і діаметром 4 мм.

Ступка агатова або титанова.

Електроплитка із терморегулятором або піщана лазня.

Кремній із вмістом бору 1·10 %.

Бура за ГОСТ 8429-77 .

Розчин бури, що містить 5 мг см бору: 4,412 г бури розчиняють у воді та розбавляють водою до 100 см .

Платівки фотографічні типу УФШ або 3, що забезпечують нормальні почорніння аналітичної лінії та довколишнього фону в спектрі.

Спирт етиловий ректифікований технічний за ГОСТ 18300-87 .

(Змінена редакція, зміна N 1).

3.2. Підготовка до аналізу

3.2.1. Приготування зразків порівняння (ОС)

Основний зразок порівняння (ООС) з масовою часткою бору 1%: 1,0 г тонкоподрібненого у ступці кремнію змочують 2 см розчин бури. Змочений порошок висушують на піщаній бані та перемішують у ступці протягом 2 год.

Зразки порівняння ОС1-ОС7 готують послідовним розведенням основного зразка порівняння ООС, а потім кожного наступного зразка порівняння порошком кремнію.

Масова частка бору в зразках порівняння ОС1-ОС7 (у відсотках, у розрахунку вміст бору в кремнії) і вводяться в суміш навішування кремнію і розведеного зразка, змішуються для отримання даного зразка, наведені в табл.4.

Таблиця 4

Вказані в табл.4 навішування кремнію та розведеного зразка поміщають у ступку і ретельно перетирають з етиловим спиртом протягом 30 хв і висушують під інфрачервоною лампою.

Зразки порівняння зберігають у закритих банках чи пакетах.

3.3. Проведення аналізу

Навіску кремнію, що надійшла на аналіз, ретельно розтирають у ступці до стану пудри.

Подрібнену навішування і кожен зразок порівняння поміщають в нижній канал електрода. Верхнім електродом є мідний електрод, заточений на конус.

Між електродами запалюють дугу змінного струму силою 10 А. Спектри фотографують на спектрограф типу ІСП-28 з трилінзової системою освітлення щілини. Діафрагма повністю відкрита. Час експозиції – 20 с. Під час експозиції відстань між електродами становить 3 мм. Щілина спектрографа 0,0015 мм. У касету заряджають фотопластинку УФШ або тип 3.

В однакових умовах фотографують по три рази спектри аналізованих проб та спектри кожного зразка порівняння.

Експоновану фотопластинку виявляють, промивають водою, фіксують, промивають у проточній воді протягом 15 хв та сушать.

3.4. Обробка результатів

3.4.1. У кожній спектрограмі фотометрують почорніння аналітичної лінії бору 249,77 нм та прилеглого фону (мінімальне почорніння з боку коротких довжин хвиль) та обчислюють різницю почорнінь .

За трьома значеннями , , , отриманих за трьома спектрограмами, знятими для кожного зразка, знаходять середнє арифметичне .

За значеннями і для зразків порівняння будують градуювальний графік у координатах ; за значенням для аналізованих проб знаходять середній зміст бору в

пробі.

3.4.2. При контролі збіжності результатів паралельних визначень із трьох значень , , , отриманих за трьома спектрограмами, вибирають найбільше і найменше значення та знаходять відповідні змісти бору в пробі.

3.4.3. Абсолютні розбіжності результатів трьох паралельних визначень не повинні перевищувати величин, наведених у табл.5.

Таблиця 5

3.4.4. Контроль правильності проводять шляхом добавок. Для цього до трьох паралельних навішування кремнію з мінімальним вмістом бору вводять добавку бору у вигляді розчину бури, з якого готують основний зразок порівняння (ООС). Добавку вводять у такому обсязі, щоб вміст бору в навішуванні з добавкою було не менше потрійної величини нижньої межі визначених змістів, не менше потрійного вмісту бору в пробі і не більше верхньої межі, що визначається змістом за методикою. Наважки з добавкою аналізують відповідно до разд.4, 5.

Результати аналізу вважають правильними з довірчою ймовірністю 0,90, якщо різниця результатів аналізу навішування з добавкою і обчисленим вмістом навішування з добавкою не перевищує значень розбіжностей, що допускаються, двох аналізів, наведених в табл.6.

Таблиця 6

4. ЕКСТРАКЦІЙНО-СПЕКТРОФОТОМЕТРИЙ МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ БОРУ

Метод заснований на розчиненні кремнію сумішшю фтористоводневої та азотної кислот у присутності маніту, видаленні основної маси кремнію відгонкою у вигляді фториду, екстракції тетрафторборат іону з бутилродаміном толуолом та подальшому спектрофотометричному визначенні бору.

4.1. Апаратура, реактиви та розчини

Спектрофотометр СФ-26 чи аналогічний.

Кювети для фотометрування із довжиною оптичного шляху 50 мм.

Ваги лабораторні.

Плитка електрична побутова за ГОСТ 14919-83 .

Сушильна шафа з терморегулятором температури до 250 °C.

Автоклав аналітичний М 167 з реакційною камерою М 206, 3551 з реакційною камерою З 3552 за додатком ГОСТ 26239 .1-84.

Вентилятор кімнатний типу ВЕ-6 або аналогічний.

Мікробюретка 7-2-10 за ГОСТ 20292-74 *.
________________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діють ГОСТ 29169-91 , ГОСТ 29227-91- ГОСТ 29229-91, ГОСТ 29251-91 -ГОСТ 29253-91. - Примітка виробника бази даних.

Колби мірні місткістю 25, 100 та 1000 см .

Піпетки місткістю 1, 2, 5 та 10 см .

Тиглі скловуглецеві місткістю 50 см .

Циліндри фторопластові місткістю 20 см .

Піпетки поршневі поліетиленові місткістю 5 та 10 см. .

Кислота сірчана особливої чистоти згідно з ГОСТ 14262-78 .

Кислота фтористоводнева за ТУ 6-09-3401-88, ос. год 27-5, щільністю 1,2 г/см .

Кислота азотна особливої чистоти за ГОСТ 11125-84 щільністю 1,4 г/см .

Кислота хлористоводнева щільністю 1,19 г/см ос.ч 21-4.

Маніт по ГОСТ 8321-74 , спектрально чистий по бору, 1%-ний розчин.

Спирт етиловий ректифікований технічний за ГОСТ 18300-87 .

Формальдегід за ТУ 6-09-3011-73, 40%-ний розчин (формалін).

Бутилродамін за ТУ 6-09-05-504-76, 0,1%-ний спиртовий розчин.

Ацетон за ГОСТ 2603-79 .

Толуол за ТУ 6-09-4305-76.

Борна кислота за ГОСТ 9656-75 .

Вода деіонізована з питомим електроопором 10-20 мОм · див.

Стандартні розчини бору

Розчин А, що містить 0,1 мг бору в 1 см : навішування масою 0,5720 г борної кислоти розчиняють у деіонізованій воді в мірній колбі місткістю 1000 см. .

Розчин Б, що містить 0,01 мг бору 1 см Спосіб застосування: готують в день вживання розведенням стандартного розчину, А водою в 10 разів.

4.2. Проведення аналізу

4.2.1. Розчинення аналізованої проби у відкритій системі

Наважку масою 0,25 г поміщають у тигель зі скловуглецю, доливають 0,1 см розчину маніту, 5 см фтористоводневої кислоти, перемішують. Потім обережно, для запобігання бурхливій реакції, краплями вводять 1 см азотної кислоти (1:1). Тигель з розчином поміщають на плитку і упарюють до вологих солей, а потім насухо на водяній бані, додають 5 см. фтористоводневої кислоти і знову випарюють насухо.

4.2.2. Розчинення аналізованої проби в аналітичному автоклаві

B реакційну ємність (2) за додатком ГОСТ 26239 .1-84 місткістю 70 см вливають 10 см фтористоводневої та 5 см азотної кислоти. Збірник (1), який поміщають наважку зразка масою 0,25 г і 0,1 см розчину маніту, коаксіально розміщують у реакційній ємності (2). Двокамерну реакційну ємність із вмістом закривають кришкою (4) і герметизують у металевому корпусі автоклава (1, 5). Для цього, обертаючи за годинниковою стрілкою на один оберт натяжну гайку (7), зводять запірний пристрій (6), кришку корпусу (5) навертають на корпус (1) до упору. Після цього натяжну гайку (7) повертають проти годинникової стрілки до вільного ходу. Загерметизований автоклав поміщають у попередньо нагріту до 180 °C сушильну шафу і витримують протягом 2 годин, виймають із сушильної шафи і охолоджують на донному холодильнику (8) до кімнатної температури. Автоклав розгерметизують, обертаючи натяжну гайку (7) за годинниковою стрілкою до моменту, коли кришка корпусу автоклава (5) вільно обертатиметься по різьбленню корпусу (1). Автоклав відкривають та виймають реакційну камеру (2, 4).

Для пробопідготовки декількох навішень одночасно в єдиному замкнутому герметично обсязі застосовують автоклав З 3551 з камерою для концентрування З 3552 (або аналогічні).

У реакційну камеру концентрування (1) вливають 35 см фтористоводневої та 5 см азотної кислоти. У три фторопластових збірки (4), закріплених у тримачі (2), поміщають навішування зразка масою 0,25 г кожна, додають наважок по 0,1 см розчину маніту та по 0,5 см фтористоводневої кислоти. Камеру для концентрування закривають кришкою (5) з розташованим на ній тримачем (2) і збірниками (4) і герметизують металевому кожусі аналітичного автоклава. Автоклав поміщають у попередньо нагріту сушильну шафу і витримують при температурі 180 °C протягом 2 год, виймають із сушильного шафи і охолоджують до кімнатної температури. Автоклав відкривають, виймають камеру та протирають її зовні ватним тампоном, змоченим спиртом. Паралельно у цьому автоклаві проводять контрольний досвід.

4.2.3. Визначення бору

Солі, що утворилися, за п. 4.2.1 або п. 4.2.2 розчиняють 2,5 см. фтористоводневої кислоти (1:9), додають 1 см 40%-ного розчину формальдегіду і поміщають на електричну плитку для видалення оксидів азоту. Розчин кількісно переносять у фторопластовий циліндр, вливають 1,5 см сірчаної кислоти (1:1), об'єм доводять до 10 см деіонізованою водою, вливають 0,4 см розчину бутилродаміну, 9 см толуолу та 1 см ацетону. Екстрагують бір, струшуючи розчин у циліндрі протягом 2 хв. Через 10 хв після розшаровування водної та органічної фаз переносять 8 см органічної фази поршневою піпеткою в мірну колбу місткістю 25 см і об'єм доводять до мітки ацетоном і ретельно перемішують. Оптичну щільність вимірюють на спектрофотометр при 610 нм по відношенню до контрольного досвіду; використовуючи кювети для фотометрування із довжиною оптичного шляху 50 мм. Масову частку бору визначають за градуювальним графіком. Паралельно проводять контрольний досвід зміст бору в реактивах через всі стадії аналізу.

4.2.4. Побудова градуювального графіка

У фторопластові циліндри вливають за допомогою мікробюретки 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 2,0 см стандартного розчину бору (Б), доливають 2,5 см фтористоводневої кислоти (1:9) 1,5 см сірчаної кислоти (1:1) об'єми доводять до 10 см деіонізованою водою, вливають 0,4 см розчину бутилродаміну, 9 см толуолу та 1 см ацетону. Далі проводять аналіз, як зазначено у п. 4.2.3.

Будують градуювальний графік залежності оптичної густини від концентрації, який використовують для визначення вмісту бору в аналізованій пробі.

4.3. Обробка результатів

4.3.1. Масову частку бору ( ) у відсотках обчислюють за формулою

,

де - Маса бору, знайдена за градуювальним графіком, мкг;

- Маса навішування, р.

За результати аналізу приймають середнє арифметичне двох паралельних визначень, проведених із окремих наважок.

4.3.2. Різниця більшого та меншого з двох результатів паралельних визначень з довірчою ймовірністю 0,95 не повинна перевищувати значень абсолютних розбіжностей, що допускаються паралельних визначень, наведених в табл.7.

Таблиця 7

Допустимі розбіжності для проміжних масових часток обчислюють методом лінійної інтерполяції.

4.3.3. Для перевірки правильності аналізу використовують метод добавок. Дві навішування однієї з проаналізованих проб розчиняють за п. 2.2.1 або п. 2.2.2. До отриманих розчинів додають однакові обсяги робочого розчину бору з таким розрахунком, щоб масова частка бору в пробі з добавкою ( ), розрахована за формулою

,

де - Результат аналізу проби,%;

- Маса навішування, г;

- маса бору в доданих обсягах робочого розчину бору, мкг, повинна бути не більшою за верхню межу інтервалу визначених масових часток бору (див. табл.1) і не менше потрійного значення нижньої межі цього інтервалу.

Аналіз вважають правильним із довірчою ймовірністю 0,95, якщо результат аналізу навішування з добавкою відрізняється від не більше ніж на

,

де - Допустиме розбіжність двох результатів паралельних визначень бору в тій же пробі без добавки, %;

- Допустиме розбіжність двох результатів паралельних визначень бору в тій же пробі з добавкою, %.

Розділ 4. (Запроваджено додатково, Зм. N 1).