氧化钨杂质含量检测方法

黄色氧化钨图片

氧化钨的杂质含量检测方法主要包括摄谱法、原子吸收分光光度法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)以及电弧直读光谱法(OES)。

摄谱法

摄谱法是发射光谱分析法的一种,采用的仪器是平面光栅摄谱仪。

检测方法:
缓冲剂:将氧化镓、碳酸锂、碳粉作为缓冲剂。把三氧化钨样品倒入玛瑙钵中磨至与标准样品粒级相近,与缓冲剂按质量比2∶1混匀。经直接压样法装样,装入碳电极小孔中,进行激发。按仪器工作条件进行摄谱、显影,将感光板冲洗干净,烘干,于测微光度计上测量。

平面光栅摄谱仪可以同时测定多个元素,能极大地降低生产成本,减少测试分析工作者的劳动强度。

原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法(AAS)简称原子吸收法,是利用被测元素基态原子蒸气对其共振辐射线的吸收特性进行元素定量分析的方法。使用仪器:原子吸收分光光度计。

检测方法:
采用氢氟酸及硝酸溶样,在仪器推荐的浓度范围内,制备含待测元素的对照品溶液至少3 份,浓度依次递增,并分别加入各品种项下制备供试品溶液的相应试剂,同时以相应试剂制备空白对照溶液。将仪器按规定启动后,依次测定空白对照溶液和各浓度对照品溶液的吸光度,记录读数。以每一浓度3 次吸光度读数的平均值为纵坐标、相应浓度为横坐标,绘制标准曲线。按各品种项下的规定制备供试品溶液,使待测元素的估计浓度在标准曲线浓度范围内,测定吸光度,取3 次读数的平均值,从标准曲线上查得相应的浓度,计算元素的含量。

原子吸收分光光度法具有灵敏度高、精度高的优点,但其限制也很明显:该法只能进行无机元素的含量分析,不能直接用于有机化合物的含量分析和结构分析;另外,常规原子吸收分光光度法每测一种元素,要更换一次空心阴极灯光源,不能同时进行多元素分析。

电感耦合等离子体发射光谱法

电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)主要用于微量元素的分析,可分析的元素为大多数的金属和硅、磷、硫等少量的非金属,共72种。

检测方法:
将准确称量的试样置于50 mL聚丙烯消解管中(钨的氧化物先在氢气中用石英舟还原为钨粉),加入2.0mL氢氟酸,5.0mL硝酸,用约2 mL水冲洗杯壁,盖上消解管盖,于180℃电热消解仪中消解15min,样品消解完全。再加入10.00 mL饱和硼酸溶液,于180℃电热消解仪中消解15min,取下稍冷,将消解试样转入100mL聚氯乙烯容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。静置2~3 min,将上层液用慢速定量滤纸过滤到100mL聚氯乙烯烧杯中,将滤液于电感耦合等离子体原子发射光谱仪上,选定仪器测定条件,测定试液的发射强度,通过试液与标准工作曲线发射强度比较,由计算机软件自动计算出经空白校正后的元素的质量分数。

该方法优点是效率高,能够进行定性及定量分析,能实现一次进样多元素同时分析,分析软件及数据处理系统便于操作,功能强大。

电感耦合等离子体质谱法

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是20世纪80年代发展起来的无机元素和同位素分析测试技术,它以独特的接口技术将电感耦合等离子体的高温电离特性与质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种高灵敏度的分析技术。

检测方法:
称取一定量的氧化钨样品溶解于氨水中,加入硝酸稀释,并配备标准溶液。将氧化钨溶液置于塑料瓶中,加混合标准溶液。同样量的氧化钨作空白,用标准加入法在所选工作条件下测定计数强度,用软件包可以直接得出所分析元素的浓度。

ICP-MS和ICP-AES相比具有以下优点:
(1)分析速度快,可以在5分钟内分析周期表中的75种元素。
(2)检出限低,对大多数元素检出限小于1ng.ml-1,比ICP-AES 检出限低2~3数量级。
(3)质谱图简单、干扰少。
(4)动态线性范围宽,对大多数元素都有5~6个数量级的动态范围。
(5)既可用于元素分析,还可进行同位素组成的快速测定。

电弧直读光谱法

直读光谱仪一般采用电火花,电弧或者辉光放电的方式把样品打成蒸气进行激发。

检测方法:
选用石墨、碳酸锂、氧化镓为缓冲剂,用蔗糖溶液减少喷溅。准确称取三氧化钨样品和缓冲剂,以2:1的比例在玛瑙研钵中研磨均匀。将样品装满下电极,用压棒压下2mm,刮净表面,在压出的孔穴中滴加 2 %的蔗糖溶液1滴,待溶液渗入后,再滴加1滴,完全渗入后,放入烘箱 105 ℃烘干 1 h,冷却后待用,每份样品装3个以上平行样。同样方法处理三氧化钨系列标准样品。 激发标准系列样品,每个标准点至少激发 3 次,取其信号平均值,以各分析元素浓度和相应的平均值信号建立工作曲线,各元素工作曲线相关系数见表 2,各元素工作曲线相关系数 R2值均在 0.998 以上。相同的条件下,对样品进行测定,每份试样最少测定 3 次。
(来源:全谱直流电弧发射光谱法同时测定钨中19 种杂质元素,吴冬梅,赵燕秋,付国余,中国钨业,第 34 卷第 3 期)

该方法的优点包括:无需制备样品,直接固体分析,可对挥发难易程度不同的元素信号进行分段采集。灵敏度、分析速度快,准确度高,成为难熔粉末、高纯金属等材料分析的首选仪器。