一种测定锆合金中锑含量的方法与流程

1.本发明属于化学分析技术领域，具体涉及一种测定锆合金中锑含量的方法。


背景技术：

2.锆合金由于其优异的耐腐蚀性能，同时又具有良好的力学和传热性能，广泛应用于石油、煤等化工领域。目前国内锆合金化学分析方法gb/t 13747以及公开报道的化学分析方法中均无锆合金中锑元素的测定方法。
3.目前锆合金中大多微量元素多采用电感耦合等离子体发射光谱法，由于锆是光谱富集元素，基体效应会对其中元素的检测造成很大的影响，因此对测定结果的正确度和精密度不利。


技术实现要素：

4.(一)发明目的
5.本发明的目的是提供一种测定锆合金中锑含量的方法以解决现有技术中测定锆合金中锑含量结果误差较大的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种测定锆合金中锑含量的方法，包括：获取待测锆合金的检测液；对多份不同锑浓度的对比液分别进行光谱强度检测，并建立光谱强度与锑浓度的校准曲线；对所述检测液进行光谱强度检测，得到光谱强度数据；将所述光谱强度数据带入所述校准曲线计算出待测锆合金中的锑浓度。
8.进一步地，所述获取待测锆合金的检测液之前还包括：对所述待测锆合进行预处理；其中，所述预处理包括：切割、表面酸洗、浸泡和烘干。
9.进一步地，所述获取待测锆合金的检测液包括：将所述待测锆合与酸性试剂进行化学反应，得到检测液。
10.进一步地，所述对比液的制备方法包括：将第一纯度的锆金属与酸性试剂进行化学反应，得到检测液。
11.进一步地，所述待测锆合或所述锆金属的质量与所述酸性试剂的体积比为：1：8-10。
12.进一步地，所述酸性试剂包括：水和氢氟酸-硝酸复合酸液，水与所述氢氟酸-硝酸复合酸液的体积比为：1:1-1:1.3。
13.进一步地，所述氢氟酸-硝酸复合酸液中，氢氟酸的质量为30％～36％，硝酸的质量为16％～18％。
14.进一步地，所述光谱强度检测包括：检测所述对比液或所述检测液中锑元素的特征光谱强度。
15.进一步地，通过采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测。
16.进一步地，采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测的条件为：
所述电感耦合等离子体发射光谱仪的谱线波长为206.833nm，射频功率为1300-1400w，冷却气流量为11-12.5l/min，辅助气流量为0.6-1l/min，雾化气流量为0.6-0.9l/min，蠕动泵泵速为30-40rpm。
17.进一步地，所述光谱强度与锑浓度的校准曲线中所述光谱强度与所述锑浓度的线性相关系数大于等于0.997。
18.根据本发明的另一个方面，提供一种测定钛合金中锑含量的方法，通过采用上述方案任一项所述的方法测定钛合金中锑含量。
19.(三)有益效果
20.本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
21.本发明的测定钛合金中锑含量的方法克服了锆合金元素检测过程中的基体效应，保证了锆合金中锑元素测本发明的定的精准度，同时弥补国内尚无锆合金中锑元素测定方法的空白，满足工业锆合金检测需求。
附图说明
22.图1是根据本发明一实施方式的测定钛合金中锑含量的方法的流程图。
23.图2是根据本发明另一实施方式的测定钛合金中锑含量的方法的流程图。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
25.在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
26.显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
28.以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
29.在本发明的一实施例中，提供了一种测定锆合金中锑含量的方法，包括：获取待测锆合金的检测液；对多份不同锑浓度的对比液分别进行光谱强度检测，并建立光谱强度与锑浓度的校准曲线；对所述检测液进行光谱强度检测，得到光谱强度数据；将所述光谱强度数据带入所述校准曲线计算出待测锆合金中的锑浓度。
30.本发明的测定钛合金中锑含量的方法克服了锆合金元素检测过程中的基体效应，
保证了锆合金中锑元素测本发明的定的精准度，同时弥补国内尚无锆合金中锑元素测定方法的空白，满足工业锆合金检测需求。
31.图1是根据本发明一实施方式的测定钛合金中锑含量的方法的流程图。
32.如图1所示，在本发明的一实施例中，提供了一种测定锆合金中锑含量的方法，至少可以包括以下步骤：
33.s110、获取待测锆合金的检测液。
34.s120、对多份不同锑浓度的对比液分别进行光谱强度检测，并建立光谱强度与锑浓度的校准曲线。
35.s130、对所述检测液进行光谱强度检测，得到光谱强度数据。
36.s140、将所述光谱强度数据带入所述校准曲线计算出待测锆合金中的锑浓度。
37.图2是根据本发明另一实施方式的测定钛合金中锑含量的方法的流程图。
38.如图2所示，在一可选实施例中，所述测定锆合金中锑含量的方法还可以包括：
39.s100、对所述待测锆合进行预处理。
40.s111、将所述待测锆合与酸性试剂进行化学反应，得到检测液。
41.在一可选实施例中，所述获取待测锆合金的检测液之前还可以包括：对所述待测锆合进行预处理。
42.在一可选实施例中，所述预处理可以包括：切割、表面酸洗、浸泡和烘干。
43.在一可选实施例中，所述获取待测锆合金的检测液可以包括：将所述待测锆合与酸性试剂进行化学反应，得到检测液。
44.在一可选实施例中，所述对比液的制备方法可以包括：
45.将第一纯度的锆金属与酸性试剂进行化学反应，得到检测液。
46.在一可选实施例中，所述待测锆合或所述锆金属的质量与所述酸性试剂的体积比为：1：8-10。
47.在一可选实施例中，所述酸性试剂可以包括：水和氢氟酸-硝酸复合酸液，水与所述氢氟酸-硝酸复合酸液的体积比为：1:1-1:1.3。
48.在一可选实施例中，所述氢氟酸-硝酸复合酸液中，氢氟酸的质量为30％～36％，硝酸的质量为16％～18％。
49.在一可选实施例中，所述光谱强度检测可以包括：检测所述对比液或所述检测液中锑元素的特征光谱强度。
50.在一可选实施例中，通过采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测。
51.在一可选实施例中，采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测的条件为：所述电感耦合等离子体发射光谱仪的谱线波长为206.833nm。
52.在一可选实施例中，采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测的条件为：射频功率为1300-1400w。
53.在一可选实施例中，采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测的条件为：冷却气流量为11-12.5l/min，辅助气流量为0.6-1l/min。
54.在一可选实施例中，采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测的条件为：雾化气流量为0.6-0.9l/min。
55.在一可选实施例中，采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测的条件为：蠕动泵泵速为30-40rpm。
56.在一可选实施例中，所述光谱强度与锑浓度的校准曲线中所述光谱强度与所述锑浓度的线性相关系数大于等于0.997。
57.在本发明的另一实施例中，提供了一种测定钛合金中锑含量的方法，通过采用上述技术方案中任一项所述的方法测定钛合金中锑含量。
58.(1)制备待测锆合金的检测液：向待测样品加入酸性试剂，得到待检测液，其中待测样品为锆合金，酸性试剂为氢氟酸-硝酸复合酸液。
59.(2)制备校准溶液(所述对比液)：向多份高纯锆分别加入酸性试剂，得到多份基体溶液；再向多份基体溶液分别加入不同浓度的锑标准溶液，得到多份锑含量不同的校准溶液。
60.(3)建立锑元素的特征光谱强度与浓度的校准曲线：采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定多份锑含量不同的校准溶液中锑元素的特征光谱强度，并通过计算机输入多份校准溶液中各自的特征光谱强度值以及与其对应的锑浓度值，得到锑元素的特征光谱强度与浓度的校准曲线。
61.(4)计算待检测液中锑元素的含量：采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定待检测液中锑元素的特征光谱强度，并将该强度值输入计算机，计算机基于校准曲线计算与该强度值对应的浓度值，从而得到待检测液中锑元素的浓度。
62.在一可选实施例中，当肉眼观测到待测样品与酸性试剂的反应接近停止时，采用微波消解仪进行消解，保证待测样品全部溶解。
63.在一可选实施例中，对所述待测样品进行预处理包括：对待测样品进行车床粗加工，然后使用断线钳进行剪切，得到块状待测样品；对块状待测样品使用氢氟酸-硝酸酸洗液进行酸洗以去除表面氧化皮，再经有机试剂浸泡后烘干备用。
64.其中，酸洗用氢氟酸-硝酸酸洗液中氢氟酸的质量百分含量为2％～7％，硝酸的质量百分含量为20％～50％。
65.在一可选实施例中，得到待检测液和基体溶液以及校准溶液时均需要利用纯净水进行定容并摇匀。
66.在一可选实施例中，锑标准溶液分别为0mg/l、0.01mg/l、0.05mg/l、0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l。
67.实施例一
68.本实施例测定锆合金中锑含量的方法包括以下步骤：
69.步骤一、对锆合金进行车床粗加工，然后使用断线钳进行剪切，得到块状待测样品(待测锆合金)，对块状待测样品使用氢氟酸-硝酸酸洗液进行酸洗去除氧化皮并经有机试剂浸泡后烘干备用；
70.其中，所述酸洗液中氢氟酸的质量百分含量为3％,硝酸的质量百分含量为40％。
71.步骤二、称取质量为1g的样品，精确至0.0010g，向烧杯中加入体积均为8ml的水和氢氟酸-硝酸复合酸液，待反应停止，冷却后用纯水定容定容至100ml摇匀，得到待检测液(待测锆合金的检测液)；
72.其中，氢氟酸-硝酸复合酸液中氢氟酸的质量百分含量为30％,硝酸的质量百分含
量为16％。
73.步骤三、将6份质量均为1g的高纯锆分别置于6个耐氢氟酸烧杯中，加入体积为8ml的水和氢氟酸-硝酸复合酸液进行溶解，得到6份基体溶液，然后取6个容量瓶，将各份基体溶液和已知计量的锑标准溶液分别移入6个容量瓶中，之后分别用纯水定容至100ml，摇匀后得到不同浓度的校准溶液，锑标准溶液浓度分别为0mg/l、0.01mg/l、0.05mg/l、0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l。
74.步骤四、采用电感耦合等离子体发射光谱仪于206.833nm处逐一测定步骤三中不同浓度的校准溶液中锑元素的特征光谱强度，建立光谱强度与锑浓度的校准曲线，由图1可知该校准曲线线性相关系数≥0.997；
75.其中，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率1350w，冷却气流量10min，辅助气流量0.7l/min，雾化气流量0.6l/min，蠕动泵泵速30rpm。
76.步骤五、采用电感耦合等离子体发射光谱仪于206.833nm处测定步骤二中待检测液的特征光谱强度，然后依据步骤四中建立的强度与浓度的校准曲线计算出待检测液的浓度，最终计算出锆合金中锑元素的质量含量；
77.其中，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率1350w，冷却气流量10min，辅助气流量0.7l/min，雾化气流量0.6l/min，蠕动泵泵速30rpm。
78.本实施例依据校准曲线测定待检测液中的锑含量，平行做三次实验，计算平均值为测定结果，见表1
79.表1实施例1测定结果
[0080][0081]
实施例二
[0082]
本实施例测定锆合金中锑含量的方法包括以下步骤：
[0083]
步骤一、对锆合金进行车床粗加工，然后使用断线钳进行剪切，得到块状待测样品，对待测样品使用氢氟酸-硝酸酸洗液进行酸洗去除氧化皮并经有机试剂浸泡后烘干备用；
[0084]
其中，所述酸洗液中氢氟酸的质量百分含量为5％,硝酸的质量百分含量为30％；
[0085]
步骤二、称取质量为0.5g的样品，精确至0.0010g，向烧杯中加入体积均为5ml的水和氢氟酸-硝酸复合酸液，待反应停止，冷却后用纯水定容定容至50ml摇匀，得到待检测液；
[0086]
其中，氢氟酸-硝酸复合酸液中氢氟酸的质量百分含量为34％,硝酸的质量百分含量为17％。
[0087]
步骤三、将6份质量均为0.5g的高纯锆分别置于6个耐氢氟酸烧杯中，加入体积为5ml的水和氢氟酸-硝酸复合酸液进行溶解，得到6份基体溶液，然后取6个容量瓶，将各份基体溶液和计量的锑标准溶液分别移入6个容量瓶中，之后分别用纯水定容至50ml，摇匀后得到不同浓度的锑校准溶液，锑标准溶液浓度分别为0mg/l、0.01mg/l、0.05mg/l、0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l。
[0088]
步骤四、采用电感耦合等离子体发射光谱仪于206.833nm处逐一测定步骤三中不同浓度的校准溶液中锑的特征光谱强度，建立光谱强度与锑浓度的校准曲线，由图1可知该校准曲线线性相关系数≥0.997；
[0089]
其中，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率1400w，冷却气流量11min，辅助气流量0.8l/min，雾化气流量0.8l/min，蠕动泵泵速35rpm。
[0090]
步骤五、采用电感耦合等离子体发射光谱仪于206.833nm处测定步骤二中待检测液的特征光谱强度，然后依据步骤四中建立的强度与浓度的校准曲线计算出待检测液的浓度，最终计算出锆合金中锑元素的质量含量；
[0091]
其中，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率1400w，冷却气流量11min，辅助气流量0.8l/min，雾化气流量0.8l/min，蠕动泵泵速35rpm。
[0092]
本实施例依据校准曲线测定待检测液中锑含量，平行做三次实验，计算平均值为测定结果，见表2
[0093]
表2实施例2测定结果
[0094][0095]
实施例三
[0096]
本实施例测定锆合金中锑含量的方法包括以下步骤：
[0097]
步骤一、对锆合金进行车床粗加工，然后使用断线钳进行剪切，得到块状待测样品，对待测样品使用氢氟酸-硝酸酸洗液进行酸洗去除氧化皮并经有机试剂浸泡后烘干备用；
[0098]
其中，所述酸洗液中氢氟酸的质量百分含量为6％,硝酸的质量百分含量为45％。
[0099]
步骤二、称取质量为1g的样品，精确至0.0020g，向烧杯中加入体积均为10ml的水和氢氟酸-硝酸复合酸液，待反应停止，冷却后用纯水定容至100ml摇匀，得到待检测液；
[0100]
其中，氢氟酸-硝酸复合酸液中氢氟酸的质量百分含量为36％,硝酸的质量百分含量为18％。
[0101]
步骤三、将6份质量均为1g的高纯锆分别置于6个耐氢氟酸烧杯中，加入体积为10ml的水和氢氟酸-硝酸复合酸液进行溶解，得到6份基体溶液，然后取6个容量瓶，将各份基体溶液和计量的锑标准溶液分别移入6个容量瓶中，之后分别用纯水定容至100ml，摇匀后得到不同浓度的校准溶液，锑标准溶液浓度分别为0mg/l、0.01mg/l、0.05mg/l、0.1mg/l、0.2mg/l、0.5mg/l。
[0102]
步骤四、采用电感耦合等离子体发射光谱仪于206.833nm处逐一测定步骤三中不同浓度的校准溶液中锑元素的特征光谱强度，建立光谱强度与锑浓度的校准曲线，由图1可知该校准曲线线性相关系数≥0.997；
[0103]
其中，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率1400w，冷却气流量12.5min，辅助气流量0.9l/min，雾化气流量0.8l/min，蠕动泵泵速40rpm。
[0104]
步骤五、采用电感耦合等离子体发射光谱仪于206.833nm处测定步骤二中待检测
液的特征光谱强度，然后依据步骤四中建立的强度与浓度的校准曲线计算出待检测液的浓度，最终计算出锆合金中锑元素的质量含量；
[0105]
其中，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率1400w，冷却气流量12.5min，辅助气流量0.9l/min，雾化气流量0.8l/min，蠕动泵泵速40rpm。
[0106]
本实施例依据校准曲线测定待检测液中锑的含量，平行做三次实验，计算平均值为测定结果，见表3
[0107]
表3实施例3测定结果
[0108][0109]
本发明采用加标回收率试验验证该方法的正确度。按照步骤一至步骤二制备样品溶液，并加入不同浓度的标准溶液，加标回收率结果见表4。
[0110]
表4加标回收率结果
[0111][0112]
通过表4可知，回收率在95％～105之间，由此说明本发明的正确度较高，测定结果准确。
[0113]
本发明采用独立测定3天样品，每天独立测定7次，计算相对标准偏差来验证该方法的精密度。按照步骤一至步骤二制备样品溶液，测定结果见表5。
[0114]
表5稳定性结果
[0115][0116]
通过表5可知，相对标准偏差≤10％，由此说明本发明提供的测定锆合金中锑含量的方法的精密度好，测量结果稳定。
[0117]
本发明旨在保护一种测定锆合金中锑含量的方法，可以包括：获取待测锆合金的检测液；对多份不同锑浓度的对比液分别进行光谱强度检测，并建立光谱强度与锑浓度的校准曲线；对所述检测液进行光谱强度检测，得到光谱强度数据；将所述光谱强度数据带入所述校准曲线计算出待测锆合金中的锑浓度。本发明的测定钛合金中锑含量的方法克服了锆合金元素检测过程中的基体效应，保证了锆合金中锑元素测本发明的定的精准度，同时弥补国内尚无锆合金中锑元素测定方法的空白，满足工业锆合金检测需求。
[0118]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

技术特征：
1.一种测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，包括：获取待测锆合金的检测液；对多份不同锑浓度的对比液分别进行光谱强度检测，并建立光谱强度与锑浓度的校准曲线；对所述检测液进行光谱强度检测，得到光谱强度数据；将所述光谱强度数据带入所述校准曲线计算出待测锆合金中的锑浓度。2.根据权利要求1所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述获取待测锆合金的检测液之前还包括：对所述待测锆合进行预处理；其中，所述预处理包括：切割、表面酸洗、浸泡和烘干。3.根据权利要求1所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述获取待测锆合金的检测液包括：将所述待测锆合与酸性试剂进行化学反应，得到检测液。4.根据权利要求1所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述对比液的制备方法包括：将第一纯度的锆金属与酸性试剂进行化学反应，得到检测液。5.根据权利要求3或4所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述待测锆合或所述锆金属的质量与所述酸性试剂的体积比为：1：8-10。6.根据权利要求5所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述酸性试剂包括：水和氢氟酸-硝酸复合酸液，水与所述氢氟酸-硝酸复合酸液的体积比为：1:1-1:1.3。7.根据权利要求6所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述氢氟酸-硝酸复合酸液中，氢氟酸的质量为30％～36％，硝酸的质量为16％～18％。8.根据权利要求1所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述光谱强度检测包括：检测所述对比液或所述检测液中锑元素的特征光谱强度。9.根据权利要求1所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，通过采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测。10.根据权利要求9所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行所述光谱强度检测的条件为：所述电感耦合等离子体发射光谱仪的谱线波长为206.833nm，射频功率为1300-1400w，冷却气流量为11-12.5l/min，辅助气流量为0.6-1l/min，雾化气流量为0.6-0.9l/min，蠕动泵泵速为30-40rpm。11.根据权利要求1所述的测定锆合金中锑含量的方法，其特征在于，所述光谱强度与锑浓度的校准曲线中所述光谱强度与所述锑浓度的线性相关系数大于等于0.997。12.一种测定钛合金中锑含量的方法，其特征在于，通过采用权利要求1-11任一项所述的方法测定钛合金中锑含量。

技术总结
本发明公开了一种测定锆合金中锑含量的方法，其包括：获取待测锆合金的检测液；对多份不同锑浓度的对比液分别进行光谱强度检测，并建立光谱强度与锑浓度的校准曲线；对所述检测液进行光谱强度检测，得到光谱强度数据；将所述光谱强度数据带入所述校准曲线计算出待测锆合金中的锑浓度。本发明的测定钛合金中锑含量的方法克服了锆合金元素检测过程中的基体效应，保证了锆合金中锑元素测本发明的定的精准度，同时弥补国内尚无锆合金中锑元素测定方法的空白，满足工业锆合金检测需求。满足工业锆合金检测需求。满足工业锆合金检测需求。


技术研发人员：王杰 赵旭东 李瑞 许莹 汪澜 赵丽春 张娟萍 张天广
受保护的技术使用者：国核宝钛锆业股份公司
技术研发日：2022.01.25
技术公布日：2023/8/5