主题:【讨论】------感觉大家用ICP测钢、铸铁、铝合金相关的帖子特别少!!!

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红酒伴我醉
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如题。。。。。。
是不是ICP分析这些样品特别简单?
哪位板油能够介绍一下相关的知识!
从样品的前处理、标准溶液的配置、到分析结果的得出!
大伙们能不能详细的介绍一下!
样品只针对金属材料!

下面是在此论坛收集到的一些资料!
再次贴出!大家帮忙看看!!!
提点意见、建议什么的!帮忙改改、完善完善。。。。。。谢谢!!!



钢铁取样要求
1    目的
为了保证钢铁化学分析结果的准确性和规范样品的取样和制样工作,特制定本取样要求。
2    范围
2.1    本取样要求规定了钢铁在化学分析中取样时的一般要求和方法。
2.2    本取样要求使用钻取方法取样。
2.3    本取样要求适用于工程院理化计量实验中心理化科。
3    术语

4    内容
4.1    试样制备的一般要求
4.1.1    取样方法应保证被分析试样能代表样品化学成分的平均值。
4.1.2    取样时除去表面涂层、除湿、除尘以及其他形式污染并尽可能避开孔隙、裂纹、疏松、毛刺、折叠或其他表面缺陷。
4.1.3    在分析试样制备中和制备后,应防止试样被污染和化学变化。
4.1.4    应该有适当的贮存设备用于单独保存分析试样。
4.1.5    分析试样和原始样品应保存足够长时间,以保证分析实验室管理的完整性。
4.1.6    分析试样称取前应该充分混合。一般用在平面上滚动的容器或翻转容器进行混合。
4.2    试样制备具体方法
4.2.1    生铁
通过台钻制取屑状试样。制样过程中使用的工具、机械、容器应预先清洗,防止样品污染。
钻取法制备屑状试样时,宜采用直径为12mm-14mm的钻头,用低速(100 -150r/min)新磨的刀具进行钻取。在样品中部沿长和宽打磨出暴露的金属表面,直径不小于50mm,从穿过截面的方向开始钻取,钻至距对面近5mm处,如有必要可与第一个孔平行的方向再钻一个孔(图1 a,b,c,d)。调节加工速度使制备出的屑状样品均匀,钻头要经常磨制。钻取的屑状物不应过热,可从颜色变化来判断(发蓝或发黑)。
块状样品制取时,在长度方向的中部截取近3mm厚的整个横截面,磨去棱角。在切下样品上按图1 e,f位置制取碎块,从而制得适合于分析用量的试料;另一种方法是在长度方向的中部锯断或砸碎用套孔刀,在图1 e,f所示的位置的三个或五个点上钻取,制得直径约3mm的碎片。破碎这些碎片,从而制得适合于分析用量的试料。
某些类型的铁,如海绵铁,必要时可使用碳化钨钻头。
屑状试样应该尽可能压紧,以避免石墨的粉化和损失。

4.2.2    铸铁
确保从铸铁产品中取得的分析试样具有代表性。取得的样品和铸件整体间可能会存在化学成分的差异,特别是碳、硫、磷、锰、镁的含量。偏析元素集中在铸件上部表面和下部中心,取原始样品或分析试样时,应该避开这些部位。灰口铁可能有偏析,应特别注意灰口铁的取样。
原始样品应用刷、磨或喷砂法除去表面吸附物并露出金属表面,确保空心铸件内外表面的清洁。
制备屑状样品时,要使用碳化钨刀具低速(100-150r/min)钻取,保持产生的细粉量最小。注意避免样品和刀具过热。在钻取过程中,如刀具折断则样品要弃去,重新制备。
几种类型铸铁的取样及制样方法:
1)    灰口铁在铸件中央取样,尽可能从几个部位钻取,不得使用铸件表面屑状样品进行分析。管状类的空心铸件,从管的两端和中间位置分别钻穿管壁,三个取样孔的中心轴互成120°角。
2)    可锻铸铁分析试样应先退火。要注意退火会引起偏析,对退火后的材料进行分析时,试样要充分混合,称取适当量具有代表性的样品作为分析试样。
3)    白口铁及合金铸铁可以按1)方法钻取分析试样。不能钻取时,从原始样品上用锯(或时用砂轮机)切取一薄片。如果用砂轮机切割,要除去受热影响的区域。
4.2.3    钢产品
分析碳、硫及其他受屑样粒度影响而产生偏析的元素时,用不至于产生太细颗粒的方法进行取样。试样应该进行筛分,将粗细分离并确定每一粒度的比例,按比例称取一定量的每一粒度部分来制取有代表性的分析试样。其他来源的碳的污染屑状样品应该贮存在气密容器中,最好在测定前除去表面碳,例如通过测定前的预热。含铅钢在取样和制样的所有操作过程中,要注意减小粉尘的产生。
4.2.3.1    型材
最合适的钻取位置取决于截面的形状,如下所述。
a)对称形状的型材,例如,方坯、圆坯和扁坯,在横截面上平行于纵向的轴线方向钻取,位置在边缘到中心的中间部位(图2 a,b)。
b)复杂形状型材,如角钢、r字钢、槽钢和钢梁,钻孔周围至少留有1mm(图2 c,d,e,f,g)。
c)钢轨在轨头边缘和中心线的中间位置钻一2cm-25mm的孔来制取屑状样品(图2 h,i)。
在钻取端部或切取截面不合适的情况下,可在垂直于主轴线的平面上钻取来制取屑状样品。
4.2.3.2    板材或板坯
在板材或板坯的中心线与外部边缘的中间位置,切取原始样品来制备合适尺寸的块状分析试样或屑状分析试样。如果这种取样方法不合适时,可由供需双方商定能代表板材成分的取样位置进行取样。
4.2.3.3    轻型材、棒材、盘条、薄板、钢带和钢丝
当材料的横截面积足够充分时,横向切取一片作原始样品,再按型材样品制备分析试样。
当材料的横截面积不够充分时,例如薄板、钢带、钢丝,通过将材料捆绑或折叠后切取适当长度,铣切全部折叠后的横截面来制备样品
当薄板或钢带薄但有足够的宽度时,可在薄板或钢带的中心线和外部边缘之间的中央位置铣取全部折叠后的纵向或横向截面(图2 j)来制备样品。
如果不知板材或带材的轧制方向,按直角的两个方向切取一定长度的样品,折叠后制取样品。
4.2.3.4    管材
按下列方法之一进行取样:
a)焊管在与焊缝成90°的位置取得原始样品。
b)横切管材,车铣横切面来制备屑状分析试样。当管材截面小时,铣切之前压扁管材。
c)在管材圆周围的数个位置钻穿管壁,来制取屑状分析试样。
5    意义
钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法不仅是准确、客观、全面地反映钢铁产品质量的关键环节,也是企业生产过程中质量控制的重要环节。因此做好分析前样品的取样和制样工作对后期的分析结果的有效、准确、可靠有非常重要的意义。
6    引用文件
GB/T 20066-2006/ISO 14284:199--《钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法》




推荐答案:麦 兜回复于2008/06/23
ICP测定钢材中的杂质元素系列文献
http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080421/1230684/
补充答案:

小鸟飞翔回复于2008/06/23

测试钢铝成份的话一般用光电直读,速度快,处理简单。

S K回复于2008/06/23

是该好好学习讨论这方面的,虽不能发表高深意见,但大力支持!

shaweinan回复于2008/06/23

实际上用电弧和火花光源也可以测定一些金属和合金样品。

面对面想你回复于2008/06/24



关键点我认为是这样的:
1.取样的准确性,要有代表性;
2.取样测试时要取适当的重量,我们一般用微波消解(重量取0.2——0.3g);
3.根据需测试的元素选择合适的溶剂(如王水、硫酸、氢氟酸、双氧水等);
4.酸的量要适当,一般控制在30ml以下,否则对消解罐有威胁;
5.消解参数设置要恰到好处,就是要消解完全(时间、压力、温度等);
6.钢铁之类的,一般要先在开放的状态保持半小时,因为铁之类的和酸一接触就会剧烈反应,先让其反应大部分再进行消解为宜。

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ICP钢铁元素分析方法1.    范围
规定了电感耦合等离子体-原子发射光谱法测定碳钢,低合金钢中铝,砷,铬,钴,铜,磷,锰,钼,镍,钛,钒等13种元素,测定范围如表1。
2.    引用标准
GB/T 6682—1992 分析实验室用水规格和试验方法
GB 10725—1989 化学试剂 电感耦合等离子体发射光谱法通则
JJG 015—1996 电感耦合等离子体原子发射光谱仪检定规程
GB/T 6379—1986 测试方法的精密度 通过实验室间试验确定标准测试方法和重复性和再现性
3.    方法提要
试样用硝酸—盐酸溶解并稀释至确定的体积后,将试样溶液喷入等离子体焰中,在等离子体光谱仪相应元素波长处,测量其光谱强度。
4.    试剂和溶液
除特别声明外,所用试剂均为优级纯,试验用水为符合GB/T 6682规定的去离子水。
    4.1 高纯铁(铁含量>99.98%)
    4.2 盐酸(ρ1.19 g/ml)
    4.3 硝酸(ρ1.42 g/ml)
    4.4 盐酸(1+1)
    4.5 盐酸(1+11)
    4.6 硝酸(1+5)
    4.7 铁基体溶液:称取5.0000g高纯铁于250ml烧杯中,加入40ml盐酸(1+1),                                                                                                                          盖上表面皿,低温溶解,冷却至室温。用少量水冲洗表面皿,移入100ml容量瓶中,用去离子水稀至刻度,混匀备用。此溶液铁含量为50mg/ml。
    4.8 标准溶液
     4.8.1 13种单元素标准液:质量浓度为1000mg/L。
     4.8.2 多元素标准溶液(2倍N5):用单元素标准溶液,按表2体积分取13种元素标准溶液于200ml容量,混匀后,用盐酸(1+11)稀至200ml,备用。
     4.8.3 标准系列溶液(N0-N6):分取10ml的Fe基体溶液(4.7)于七个100ml容量瓶中,按表2体积分取2倍的N5多元素标准溶液(4.8.2)于3个容量瓶中,用盐酸(1+11)稀至刻度,制成标准系列N3至N5点。然后按表3体积取N4标准溶液于另2个容量瓶中并用盐酸(1+11)稀至刻度制成N1和N2点。取铬、锰单元素标准溶液各10ml和硅12ml于第六个100ml容量瓶中,并用盐酸(1+11)稀至刻度,制成标准系列N6点。第七个为N0点。
    
在N0至N6标准系列溶液中,Fe基体含量均为5mg/ml。具体步骤见表3。

5.    仪器
电感耦合等离子体发射光谱仪及相关器皿。气纯度>99.995%,在仪器最佳工作条件下进行测定。仪器要求符合以下条件。
    5.1仪器的稳定性
     5.1.1 仪器短程稳定性
点燃等离子体30min后,进行仪器标准化,将约10mg/L的各代表元素溶液导入等离子体炬焰中,每次曝光10s,连续测量10次,数据不得任意取舍或补测。用10次连续测量的相对标准偏差(RSD)表示仪器短程稳定性。规定RSD≤2.0%(JJG 015—1996 )。
     5.1.2 仪器长程稳定性
点燃等离子体30min后,进行仪器标准化,将约10mg/L的各代表元素溶液导入等离子体炬焰中,每间隔6min测量一次,每次曝光10s,测量10次,数据不得任意取舍或补测。用10次间隔测量值的相对标准偏差(RSD)表示仪器长程稳定性。规定RSD≤4.0%(JJG 015—1996)。
    5.2 仪器的检出限
制备空白溶液和10倍检出限单元素溶液。在这些溶液中含有与样品溶液相近的Fe基体,酸等试剂。空白溶液可用标准系列溶液N0(4.8.3)。
在与被测试样溶液相同的条件下,喷入空白溶液(5.2)约10s。读取10次强度测定数值;在同一条件下,喷入10倍检出限的溶液(5.2)约10s,读取10次强度测定数值。
从所得的强度数据,计算平均值及标准偏差S

    5.3标准曲线:回归曲线的线性相关系数Y≥0.999。
6.    分析步骤
    6.1试样质量:称取处理好的试样0.5000g。
    6.2试样份数:称取两份试样进行测定,取其平均值。
    6.3空白试验:随同试样做空白试验。
    6.4测定
     6.4.1取样
    取样按钢铁取样要求
     6.4.2 试样处理
    一般试样处理可将试样(6.1)置于100ml烧杯中,加入30ml盐酸(4.2),放置片刻,待剧烈反应减缓后,加热溶解。当冒大气泡时,表明试样溶解充分,冷却后移入100ml容量瓶中,用水稀释至刻度,混均,待测。试样溶液如有碳化物沉淀,须沉静后测定清液。
    有些金属样品处理时按可按照金属样品处理进行。
     6.4.3校准曲线的制作
按顺序测定标准系列溶液N0-N6(4.8.3)光谱强度,用计算机或计算器以净光强度为因变量,以元素的浓度(µg/ml)为自变量进行线性回归,绘制工作曲线。计算出截距(a),斜率(b),和线性相关系数(r)。
     6.4.4谱线强度的测定
按实验要求及仪器规定,设置最佳分析条件,调节仪器至最佳工作状态,测定空白溶液和试样溶液(6.4.1)中各待测元素的光谱强度,从工作曲线上计算出各相应组分的浓度。
7.    分析结果的表述
7.1按下式计算元素的百分含量:

7.2输出数据到试验报告单。
8.    安全注意事项
8.1应按高压钢瓶安全操作规定使用高压氩气钢瓶。
8.2仪器室排风良好,等离子体炬焰中产生的废气或有毒蒸气应及时排除。
8.3点燃等离子体后,应尽量少开屏蔽门,以防高频辐射伤害身体。
8.4注意安全用电。
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原文由 chemsay 发表:
ICP测定钢材中的杂质元素系列文献
http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080421/1230684/



呵呵。。。我看到过这个!!!
但是还是希望想让大家多讨论讨论这些实验方法!!!
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我感觉样品溶样的过程是整个测试过程中最关键的一个环节,不知哪位大虾对关键点的把握有什么高见,请赐教!!
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原文由 zxzleaf 发表:
我感觉样品溶样的过程是整个测试过程中最关键的一个环节,不知哪位大虾对关键点的把握有什么高见,请赐教!!


关键点我认为是这样的:
1.取样的准确性,要有代表性;
2.取样测试时要取适当的重量,我们一般用微波消解(重量取0.2——0.3g);
3.根据需测试的元素选择合适的溶剂(如王水、硫酸、氢氟酸、双氧水等);
4.酸的量要适当,一般控制在30ml以下,否则对消解罐有威胁;
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6.钢铁之类的,一般要先在开放的状态保持半小时,因为铁之类的和酸一接触就会剧烈反应,先让其反应大部分再进行消解为宜。
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我们没有买微波消解啊!!!
那是不是很多元素的检测都要受到限制???
或者这么说----如果我们要做金属材料的分析必须得有微波消解呢???
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