作者:宋檢 時(shí)間:2022-10-18 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
硅是冶金、鑄造、機(jī)械制造等行業(yè)的重要原料,硅的純度對(duì)制品質(zhì)量影響很大,各行業(yè)對(duì)其品質(zhì)的要求越來(lái)越高。現(xiàn)在除要求測(cè)定鐵、鋁、鈣、碳、硫、磷等雜質(zhì)元素外,還需要測(cè)定其中氧的含量[1–2]。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1主要儀器與試劑
1.2儀器參數(shù)
載氣:高純He,流速為400mL/min;動(dòng)力氣:N2,流速為400mL/min。
1.3實(shí)驗(yàn)原理
利用脈沖爐作熱源,在高溫條件下,樣品在惰性氣氛的石墨坩堝中熔融,氣體元素的化合物被還原分解,樣品中的O,N,H分別以CO,N2,H2的形式釋放,通過(guò)氧化銅爐將CO轉(zhuǎn)化為CO2,H2轉(zhuǎn)化為H2O,由載氣(高純He)攜帶經(jīng)過(guò)濾、除塵和除水裝置后,以CO2的形式進(jìn)入紅外檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。
1.4樣品預(yù)處理
實(shí)驗(yàn)前需將樣品表面氧化層除去,選取新鮮斷面、表面無(wú)氧化層的內(nèi)部樣品,制成約0.05g塊狀樣品,*后將制備好的樣品用超聲波清洗儀清洗30s后,立即投入實(shí)驗(yàn)。
1.5助熔劑預(yù)處理
清洗鎳籃時(shí),將盛有混合酸[8]的燒杯加熱至50~60℃,把鎳籃放入燒杯中,約30~60s后取出,用蒸餾水清洗。*后用丙酮在超聲波中清洗30~60s,晾干備用。
2結(jié)果與討論
2.1分析條件建立
2.1.1助熔劑的選擇
助熔劑能增強(qiáng)硅的熔融性,使氣體完全放出,同時(shí)可以防止樣品飛濺。鉑是*好的助熔劑,但其價(jià)格昂貴。當(dāng)稱樣量為0.05g、功率為4.5kW時(shí),對(duì)比幾種不同助熔劑對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響,結(jié)果見(jiàn)表1。
從表1可以看出,對(duì)比樣品的釋放情況、熔體情況以及測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性,選擇錫囊和鎳籃的混合物為助熔劑。
2.1.2分析功率的影響
硅的熔點(diǎn)相對(duì)較低,*少量SiO2的存在會(huì)使樣品的熔點(diǎn)略有升高。對(duì)比程序升溫法和一次直接升溫法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,見(jiàn)表2。結(jié)果表明,隨著分析功率的不斷增加,樣品的釋放逐漸增大再逐漸減小,因此同時(shí)考慮到釋放情況和測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性,本實(shí)驗(yàn)選擇分析功率為4.5kW。
2.1.3稱樣量的影響
使用高溫套坩堝,以錫囊和鎳籃作助熔劑,分析功率4.5kW,分別稱取0.012,0.025,0.05,0.075g樣品,做稱樣量對(duì)測(cè)試結(jié)果影響試驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知,去除系統(tǒng)誤差和測(cè)量誤差,當(dāng)稱樣量為0.05g時(shí),測(cè)量結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差*小,因此選擇稱樣量為0.05g。
2.2工作曲線
硅中氧的測(cè)定沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方法和參考物質(zhì),但由于氧的熔點(diǎn)較低且釋放速率較快,可參考鋼鐵中氧的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)[9]和參考物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定。根據(jù)待測(cè)樣品的含量及相應(yīng)的積分面積,選擇不同標(biāo)準(zhǔn)樣品(GBW02609a,GSB03–2467–2008,GSBH20004–90)繪制低氧通道的校準(zhǔn)曲線(未過(guò)原點(diǎn)),以積分面積y對(duì)氧**量x(μg)進(jìn)行線性回歸,得線性方程為y=0.46x-0.52,相關(guān)系數(shù)r2=0.998,線性良好,曲線數(shù)據(jù)如表4所示。
2.3空白值的測(cè)定
由于樣品稱樣量較少,為了準(zhǔn)確測(cè)定硅中氧的含量,獲得低而穩(wěn)定的氧空白值是必要的。氧空白值主要是由石墨坩堝、助熔劑、載氣以及爐膛空白等引起的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同助熔劑帶來(lái)的空白值并不相同,實(shí)驗(yàn)時(shí)需根據(jù)不同的助熔劑,按照表5中的數(shù)據(jù)扣除相應(yīng)的空白值。
2.4方法的精密度
在*佳條件下測(cè)定硅樣品,平行測(cè)定5次,樣品熔體表面光滑,峰形良好,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可知,測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.67%,表明方法的精密度較高,能滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。
2.5加標(biāo)回收試驗(yàn)
利用GSBH40104–1996標(biāo)準(zhǔn)樣品(氧含量為0.00943%)對(duì)硅樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn),平行測(cè)定5次,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表7。
從表7可以看出,樣品的加標(biāo)回收率在94%~104%之間,滿足實(shí)驗(yàn)要求。
3結(jié)語(yǔ)
采用石墨套坩堝,程序升溫,分析功率4.5kW,使用錫囊和鎳籃作為助熔劑,建立了硅中氧的分析方法;采用合適的鋼鐵參考物質(zhì),解決了硅分析中工作曲線建立的問(wèn)題。該方法準(zhǔn)確可靠,可用于測(cè)定硅中的氧。
1、檢測(cè)行業(yè)全覆蓋,滿足不同的檢測(cè);
2、實(shí)驗(yàn)室全覆蓋,就近分配本地化檢測(cè);
3、工程師一對(duì)一服務(wù),讓檢測(cè)更精準(zhǔn);
4、免費(fèi)初檢,初檢不收取檢測(cè)費(fèi)用;
5、自助下單 快遞免費(fèi)上門(mén)取樣;
6、周期短,費(fèi)用低,服務(wù)周到;
7、擁有CMA、CNAS、CAL等權(quán)威資質(zhì);
8、檢測(cè)報(bào)告權(quán)威有效、中國(guó)通用;
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