Медь высокой чистоты. Метод эмиссионно - спектрального анализа с фотоэлектрической регистрацией спектра

ГОСУДАРСТ

МЕДЬ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ

Метод эмиссионно-спектрального анализа
фотоэлектрической регистрацией спектра
Copper of high purity.
Method of emission-spectral analysis
with photoelectric registration of spectrum

ОКСТУ 1709

Срок действия с 01.01.1990
до 01.01.2000
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт устанавливает эмиссионно-спектральный метод определения примесей в меди высокой чистоты в диапазо­нах массовых долей х-10_4:

Метод основан на измерений интенсивностей спектральных ли­ний определяемых элементов на дифракционном спектрометре ти­па МФС-6, МФС-8. Спектр излучения возбуждается дугой посто­янного тока между подставным графитовым электродом и таблет­кой оксида меди, полученной путем растворения пробы в азотной кислоте и термическом разложении солей.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа и требования безопас­ности при выполнении анализов по ГОСТ 27981.0.
1.2. Массовую долю примесей определяют параллельно в двух навесках.
Перепечатка воспрещена^

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Дифракционный спектрометр типа МФС-6, МФС-8.
Генератор УГЭ-4 или любой другой источник постоянного то- аса с устройством для высокочастотного поджигания дуги, реоста­том и амперметром, обеспечивающим напряжение 200—400 В и силу тока до 12 А. Электропечь сопротивления камерная лабора­торная любого типа, позволяющая регулировать температуру наг­рева до 900°С.
Электрошкаф сушильный лабораторный.
Станок для заточки графитовых и металлических электродов, например, модель КП-35 или другого типа.
Пресс-форма из легированной стали (например, ХВГ) с пуан­соном диаметром 4—6 мм, высотой 50—80 мм.
:Весы лабораторные электронные 4-го класса точности типа ВЛЭ-1 кг или торсионные ВТ-1000 класса точности 4.
Электроды-подставки графитовые, электрододержатели медные, ©одоохлаждаемые, обеспечивающие теплоотвод для предотвраще­ния полного расплава королька при силе тока 10 А (черт. 1).
Эл ект род о де ріж а те л и

л/ — штуцер для входа охлаждающей воды; 2 — .штуцер для выхода охлаждающей воды.

1Черт. .1
КО
Электроды графитовые из спектральных углей марки ОСЧ или С-3 в виде прутков со штифтообразной заточкой с площадкой диа­метром 3 мм (черт. 2).

В в
1 — графитовый электрод-подставка: 2 — таблетка пробы или стандартного образца-
-7 — графитовый электрод; 4 — капля расплава
и — до экспонирования; б — при анодной полярности таблетки; а - - при катодной по­лярности таблетки.
Черт. 2
Весы аналитические лабораторные любого типа 2-го класса точности с погрешностью взвешивания по ГОСТ 24104.
Весы технические любого типа с погрешностью взвешивания по прилагаемому паспорту.
Весы торсионные любого типа с погрешностью взвешивания по прилагаемому паспорту.
Ступка агатовая с пестиком, или чаша фарфоровая глазурован­ная с медным пестиком.
Пинцет медицинский.
Магнит.
Секундомер по ГОСТ 5072 или часы сигнальные.
Твердомер ТШ-2 или пресс, обеспечивающий получение усилия 1—1,5 тс.
Установка для перегонки азотной кислоты любого типа.
Установка для двойной перегонки воды типа ВС или другого типа.
Стаканчики для взвешивания по ГОСТ 25336.
Банки пластмассовые с крышками.
Чаши из кварцевого стекла по ГОСТ 19908 или чаши фарфо­ровые по ГОСТ 9147.
Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556.
*
Бумага масштабно-координатная по ГОСТ 334 марки ЛН. Вода дистиллированная по ГОСТ 6709, или бидистиллирован-
иая.
Вода деионизированная, полученная пропусканием дистиллиро­ванной воды через ионообменную колонку с катионитом, напри­мер, марки КУ"2—8, или вода бидистиллированная.
Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125, или кислота
азотная по ГОСТ 4461 (перегнанная в установке) и разбавленная 1:1, 2:1.
Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
Катионит марки КУ-2—8 по ГОСТ 20298.
Стандартные образцы состава меди..

3. ПОДГОТОВКА Х АНАЛИЗУ

3.1. Приготовление стандартных образцов для градуировки приведено в приложении 1.
3.2. Перед выполнением анализа протирают спиртом ступку, пресс-форму, чаши и пинцет. Расход спирта на одно определение 10 г. После сжигания каждой пробы протирают спиртом и электро- додержители.
От пробы отбирают две навески массой по 5—10 г. Навески помещают в выпарительные чаши, приливают азотной кислоты, разбавленной 1:1, из расчета 8—10 см3 кислоты на 1 г пробы и
растворяют при нагревании.
Полученные растворы выпаривают досуха, чаши с сухими соля­ми помещают в печь, прокаливают при температуре (6004=50) °С в течение 30 мин с момента прекращения выделения оксидов азота. Полученный оксид меди растирают в ступке. От оксидных порош­ков отбирают по три навески массой 0,500 г из каждой исходной навески и прессуют :в таблетки.
Допускается изменение массы таблетки от 0,300 до 1,000 г с щелью достижения требуемых нижних границ содержаний опре-
деляемых элементов.
Образцы в виде оксидных порошков также прессуют в таблет­ки. Масса таблеток образцов для градуировки и анализируемой
пробы должна быть одинакова.
Подготовленные к анализу таблетки хранят в бюксах,
массовых или полиэтиленовых банках с завинчивающимися
крышками.

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Таблетки проб помещают на графитовые
ставки. Торцевую часть электродов для удаления поверхностных загрязнений прокаливают в дуге постоянного тока в течение 20 с

при силе тока 6—10 А, используя электрод-подставку в качестве
анода дуги (см. четр. 2). Для верхних электродов применяют гра­фитовые стержни марки ОСЧ или предварительно стержни марки С-3.
4.2. Анализ проводят в два этапа: при анодной и катодной по­лярности таблетки.
4.2.1. На первом этапе определяют массовые доли легколетучих примесей: кадмия, селена, мышьяка, теллура, свинца, висмута, фосфора, сурьмы, цинка, олова. Предварительно проводят обжиг
таблетки, используя графитовую подставку с помещенной на нее
таблеткой в качестве анода. Для этого сначала зажигают дугу по­
стоянного тока между верхним электродом и подставкой. Лишь после сплавления части таблетки анодное пятно дуги переходит на образовавшийся расплав (королек) оксидов. Этот переход мо­жет быть ускорен тем, что после зажигания выключают и вклю­чают ток до тех пор, пока дуга не перейдет на расплав. Продол­жительность обжига с момента перехода дуги на расплав — 5 с,
По окончании обжига начинают аналитическую экспозицию продолжительностью 40 с в абсолютном режиме.
Первоначально установленный межэлектродный промежуток пе­риодически корректируют в течение всей экспозиции по увеличен­ному изображению дуги на экране специальной короткофокусной проекционной системы, перемещая электрододержатели.
Регистрацию спектров проводят при ширине входной щели 0,035 мм, освещении входной щели растровым конденсором, раз­рядном промежутке 30 мм, силе тока дуги 10 А, времени экспози­ции 40 с.
4.2.2. На втором этапе определяют массовые доли труднолету­чих примесей: железа, марганца, никеля, серебра, кобальта, крем­ния, хрома.
Образующийся на первом этапе анализа королек помещают на свежезаточенную графитовую подставку и проводят его обжиг в - течение 5 с, используя графитовую подставку в качестве катода.
Регистрацию спектров проводят при разрядном промежутке 3 мм, силе тока дуги 5 А, времени экспозиции 20—30 с в абсолют­
ном или относительном режимах, используя в качестве сигнала сравнения сигнал, измеренный в канале спектрально неразложен- ного света.
Допускается проводить второй этап, не снимая королек с под­ставки по окончании первого этапа, изменив полярность электро­да с пробой и силу тока дуги.
Для каждой таблетки регистрируют показания выходного измерительного прибора (/), пропорциональные интенсивности спектральной линии определяемого элемента при длине волны, при­веденной в табл.1
.
4.3.

Примечания:
4.4. Допускается применение других условий проведения анализа и других аналитических линий, обеспечивающих получение метрологических характеристик в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
4.5. Допускается определение магния в анализируемой пробе.
Для построения градуировочных графиков и установления гра* дуировочных зависимостей используют стандартные образцы для градуировки, приготовленные согласно приложению 1 или стан­дартные образцы состава меди любой категории. Количество об­разцов — не менее четырех, массовые доли определяемых элемен­тов в стандартных образцах состава должны охватывать пределы диапазона измерений.
По пп. 4.1 и 4.2 получают спектры от трех таблеток каждого об­разца и окиси меди (для учета фона), приготовленной по приложе­нию I, вычисляют среднюю интенсивность спектральной линии определяемого элемента.
При работе на установке МФС-6 градуировочные графики стро­ят в координатах 1—С,
где / — интенсивность спектральной линии, показания цифро­
вого милливольтметра;
С — массовая доля определяемого элемента в СО, %.
С помощью ячеек установка МФС-6 может быть отградуирова­на согласно инструкции по эксплуатации с получением на цифро­вом милливольтметре результатов измерения в процентах содер­жания.
При работе на установке МФС-8 значения массовой доли эле­мента в стандартных' образцах состава и соответствующие им средние интенсивности спектральных линий вводят в ЭВМ.
ЭВМ формирует уравнение градуировочной зависимости
Х1/°+Х,

где С — массовая доля элемента, %;
/Сь К — коэффициенты регрессии, определяемые методом наи­меньших квадратов для каждого элемента;
Г — интенсивность спектральной линии.
После установления градуировочной зависимости определяют массовую долю элемента в каждой из трех таблеток и оценивают возможность усреднения по п. 5.2. При невыполнении условия п. 5.2 измерения повторяют.
Коррекцию графиков проводят ежемесячно по приложению 2.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Расчет массовых долей определяемых элементов (в про­центах) проводят с помощью градуировочного графика при ручной
обработке или по уравнению этого графика при обработке на ЭВМ.
5.2.
5.3. Результаты измерений трех таблеток, полученных при анализе одной навески меди, усредняют, если крайние результа­ты измерений (Сшах и Сш/П ) отличаются на величину, не большую чем
(2)
где С—среднее значение результатов измерений, %;
a, b — коэффициенты в соответ