【国家标准(GB)】 钢铁及合金 总铝和总硼含量的测定 微波消解-电感耦合等离子体质谱法

ICS77.080.01
中华人民共和国国家标准
GB/T223.81—2007
钢铁及合金总铝和总硼含量的测定微波消解-电感耦合等离子体质谱法Iron ,steel and alloy-Determination of total aluminum and total boron contents-Microwave digestion-inductively coupled plasma mass spectrometric method2007-09-11发布
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中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-02-01实施
GB/T223的本部分的附录A，附录B、附录C和附录D是资料性附录，本部分由中国销铁工业协会提出。本部分由全国钢标准化技术委员会归口。本部分主要起草单位：钢铁研究总院、首都师范大学。本部分主要起草人，刘正、王明海、张翠敏、罗倩华、王艳泽、张华、陈玉红。GB/T223.81—2007
钢铁及合金总铝和总硼含量的测定微波消解-电感耦合等离子体质谱法GB/T223.81—2007
GB/T223的本部分规定了用缴波销解-电感捐台等离子体质谱法测定钢铁及合金中的总铝和总霸含量。
本方法适用于销铁及合金中总铝和总期含量的测定，总铝测定质量分数范国：0.0005%~0.10%总硼测定质量分数范围：0.0002%~0.10%2规范性引用文件
下列文件中的条款通过在GB/T223的本部分中引用而构成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件+其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适应于本部分，然面，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB/T6379.1测试方法与结果的准确度（正确度和精密度）第1部分：总则与定义(GB/T6379,1—2004,ISO5725-1.1994,IDT)GB/T6379.2测试方法与结果的准确度（正确度和精密度）第2部分：确定标准测量方法的重复性和再现性的基本方法（GB/T6379.2—2004，ISO5725-2:1994.IDT）GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法（GB/T20066—2006.ISO14284：1996.IDT
ISO8655-2.2002柱塞式容量仪器——柱塞取藏器3原理
借助微波消解护，试料以盐酸，硝酸和氢氧酸混合酸分解，试液导人电感辑合等离子体质谱仪。测量各元索同位索的质谱信号强度。校准空白和校准落液以被测样品主体元素和样品分解酸进行基体匹配，以铍和航为内标校正仪器灵敏度漂荐和基体效应。4试剂
除非另有说明，在分析中仅使用认可的高纯试剂和二次费馏水或相当纯度的水。4.1益酸2约1.19g/mL，铝，硼含量应小于20g/mL4.2硝酸e约1.42g/mL铝，硼含量应小于20ng/mL4.3氢氟酸，1+1.铅，硼含量应小于20ng/mL，如大于20ng/mL，可采用等温扩散等方法提纯，等温扩鼓提纯方法可参见资料性附录A。4.4铝标准溶液，1000μg/mL
称取0.2500g纯铅C质量分数不小于99.9%），用25mL盐酸（1+1）加热落解，转移至250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液保存于聚乙烯瓶中。此露液1mL含1000μg铝。
4.5翻标准溶液，1000pg/mL
称取0.5720g在干燥器中预先干媒24h后的翻酸（H，BO，质量分数不小于99.9%，用30mL水1
GB/T223.81-2007
溶解，转移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液保存于聚乙烯瓶中。此溶液1mL含1000μg需。
4.6铝硼混合标准落液
4.6.1铝硼混合标准溶液A，100.0zg/mL铅，100.0μg/mL期分别移取10.00mL错标准落液（4.4)和10.00mL需标准落液（4.5）至100mL容量瓶中，加人5mL盐酸4.1)，用水稀释至刻度，混匀此标准落液保存于骤之烯瓶中：此液1mL含100.0g铅和100.0#g砸，4.6.2铝硼混合标准溶液B，10.00ug/mL铝，10.00μg/mL霸移取10.00mL铝翻混合标准溶液A（4.6.1）至100mL容量瓶中，加人5mL盐酸（4.1)，用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液保存于聚乙烯瓶中。此溶液1mL含10.00μg铝和10.004g棚。4.6.3铝需混合标准落液C,1.00*g/mL铝1.00μg/mL配移取10.00mL铝期混合标准落液B(4.6.2)至100mL容量瓶中，加人5mL盐酸（4.1).用水筛释至刻度，混匀，此标准溶液保存于聚乙烯瓶中。此落液1mL含1.004g铝和1.00g，4.7铍标准溶液，100.0μg/mL
称取0.1000g纯皱（质量分数不小于99.9%），用5mL硝酸（4.2）溶解，加95mL硝酸（4.2）后转移到1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混勾。此标准溶液保存于聚乙烯瓶中。此露镀1mL含100.0μg铍。
4.8抗标准溶液，100.0g/mL
称取0.1000g纯（质量分数不小于99.9%）.用5mL硝酸（4.2）溶解加95mL硝酸（4.2）后转酵到1000mL容量瓶中，用水希释至刻度，混勾。此标准溶液保存于聚乙烯瓶中。此溶波1mL含100.0航
4.9镀航混合标准溶液
4.9.镀准合标准游液A，1000μg/mL铍和10.00μg/mL分别移取10.00mL铍标准溶较（4.7)和10.00mL统标准落液（4.8）至100mL容量瓶中，加人10mL确酸《4.2)，用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液保存于骤艺烯瓶中。此落液1mL含10.00μg铍和10.00g4.9.2铍铣混合标准溶液B2.00ug/mL铍和200g/mL移取20.0QmL被航混合标准潜液A（4.9.1）至100mL容量瓶中，加人5mL硝酸（4.2），用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液保存于聚乙烯瓶中。此溶液1mL含2.00pg被和2.00μg。4.10铁基体溶液，50.0mg/mL
称取5.00g高纯铁（质量分数不小于99.95%，铝和硼质量分数小于0.0005%），加人30mL水，分多次少量加人共25mL盐触（4.1），低温加热，落解完全后转移至100mL容量瓶中，用水需释至刻度，混勾，此蒂保存于聚乙婚瓶中。5仪器与设备
5.1玻璃仪器和塑料仪器
试验用塑料容量瓶、表面皿、石英烧杯或聚四氧乙烯烧杯、聚乙烯瓶、聚艺吸液管等。所有玻璃器血和塑料容器应用盐酸（1十4）清洗，然后再用水洗净。酸洗后的玻璃器血和塑料容器中的铅研浓度可以通过测量注人其中的盐酸-氧氟酸混合毁（3十1十20）溶出铝翻浓度来进行检查。如果铝硼浓度大于4ng/mL，则玻璃器皿和塑料容器不宜使用，并需更换。2
5.2取液器
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取液器量程10μL~100μL，100pL~1000L和1mL~10mL，应符合1SO8655-2，2002要求，5.3微波消解系统
微波消解系统包括微波炉，氟塑料C如PTFE，PFA，TFM等>高压消解罐（客积不小于50mL)及夹持装置。微波消解系统必须有可编程温度/压力-时间控制功能，可以在消解过程中监测压力或/和温度，微波炉必须有合格的安全保护装置和卸压装置。5.4电感揭合等离子体质谐仪
电感耦合等离子体质谱仪，配备耐氢氟酸溶液雾化进样系统。电感精合等离子体质错仪可以是四极杆质谱仪，磁罚质语谱仪（高分辨质语仪）和飞行时间质谱仪三类仪器的任何一类，所有这三类仅器都需要使用气作为工作气体，在分析前先点燃等离子体预势30min~60min以稳定仪器，其间用水清洗进样系统和矩管。具体预热时间依仪器类型不同而定落液进样系统可以自动进样，也可以手动进样。在仪器分析之前，根据仪器说明书设置仪器参数诸如输出功率、冷却气流量、辅助气流量、载气流量、样品提升速度、样品提升时间、冲洗时间、数据采集模式、数据采集参数和重复次数等，将仪器说明书推荐的标准溶导人等离子体，调节仪器的离子传输系统和检测器参数，使仪器的适于测量。先对仪器进行质量校准、检测器校准和响应校准。校准落液必须含有能凝盖所测量的质量数范围通带含有Li.Sc.Co、Rh.La.Pb.Bi.U等元索，也可以是别的元索，待仪器稳定后进行测量，仪器经优化后必须符合以下条件：5.4.1短时精密度应好于5%
测盘10饮与样品溶薇相同基体的10ng/mL和铅溶液的翻和铝质谱信号强度，其相对标准偏差应小于5%。
5.4.2检出限应小于0.7g/ml
检出限为浓度接近空白的落液测量11次，测量浓度结果的标准差的3倍（3g）。5.4.3测定下限应小于2g/ml
认定下限为度接近空白的溶镀测量11次，测量浓度结果的标准差的10借（10g）。6取制样
按GB/T20066或其他有关标准的规定取制样。操作步
7.1试料
称取约0.100g试样，精确至0.0001g7.2空白试验
随同试料做空白试验。
7.3测定
7.3.1试液的制备
将试料置于氟塑料高压消解继中，加人3mL盐酸（4.1）1mL硝酸（4.2），盖上盖子在常压下故置，待样品剧烈反应后，再加人1mL氢氮胶（4.3），加盖，置于夹持装置中，放人微波炉中，运行预先设定的消解程序。销解程序结束后，冷却至室温后打开氟塑料高压消解罐，将落液转移人100mL塑料容量瓶中，用水洗涤氟塑料高压消解罐和盖子内壁（3一4）次，合并至塑料容量瓶中，加人5.00mL铍混合标准溶液B（4.9.2)，用水稀释至刻度，混句。7.3.2副起
电感帮合等离子体质谱仅按照54优化后，依据仅器说明书建立分析程序，按依度由低到高顾序，3
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落液由端动余导人，筹化器等化后进人等离子体中·运行分析程序，同时测量IB或B、“AI、Be和SC的同位素信号强度，以铍和航为内标校正仪器测量灵敏度漂移和基体效应。试获和空白落液中铝研的内标校正信号强度值之差为该试藏的净借号强度。以此净信号强度从校准曲线上查得的浓度即为试被中铅和研的放度。
注1：在AI.B的ICP-MS别量中，B无质谱重受干扰：AI对于低分辨ICP-MS测量而言受多原子复合离子微弱干扰和鼠双原子离子蜂展宽微弱干扰，对于高分解质谱量而富期无质讲干扰，患原子离子对A1的干扰可以通过优化仪器进样系航和功率或采用屏蔽炬技术来降低，期双原子离子峰展竟对AI的干找可以通过调商分换率降低，在低分就ICP-MS分析中，采用以上几种手段可以降低至不影响AI的测定。7.3.3校准曲线绘制
7.3.3.1校准系列溶液配制
分别移取0.0.100mL0.200mL.0.500mL1.00mL，10.00mL铝期混合标准落液C(4.6.3)利5.00mL铝硼混合标准溶液B(4.6.2）,10.00mL铝盟混合标准溶液B（4.6.2)于8个100mL塑料容量瓶中，各加入2.00mL铁基体落液（4.10），各加人5.00mL皱混合标准露液B4.9.2)，加人3mL盐酸（4.1)1mL硝酸（4.2）和1mL氢氟酸（4.3)，用水稀释至刻度，混勺。其中未加铝翻混合标准落液的溶液为校准空白落液。
7.3.3.2校准系列溶液测量
按浓度由低到高的顺序测量校准系列露获的B或B.”Al.Be和Sc的同位素信号强度，测量操作如7.3.2。校准溶液和校准空白落液中铝翻的内标校正信号强度值之差为该校准落液的净信号强度。
7.3.3.3绘制校准曲线免费标准bzxz.net
以校准溶液的浓度为横尘标，以其净信号强度为纵坐标绘制校准曲线，注2：电感辆合等离于体质谱仪有很宽的适应范国，战性依度范达10°以上量级，可以配制单一校准曲线，8结果计算
被测元案含量以质盘分数wM计，数值以%表示，按式（1)计算：XV×10×100
C一在校准曲线上查得试我中被测元索质量浓度的数值，单位为纳克/毫升（ng/nL）V——试波体积的数值，单位为善升（mL)一试料质量的数值，单位为克（g）m
9精密度
本方法的共同精密度试验由7个协作单位的8个实验室对翻元索的8个含量水平和铝元素的7个含量水平进行测定，每个实验室对每个元素的各含量水平在GB/T6379.1规定的重复性条件下测定3改。各实验室报出的原始数据（测定值）见附录DC资料性附录》，原始数据按照GB/T6379.2进行统计分析，精密度见下表1。
表1重复性限和再现性限R
水平范围/%
0.000 50.10
0,000 20,10
重复性限T
r=0.000257+0.110192m
lgr=-1.54819+0.672343lgm
重复性限Cr），再现性限（R)按以上表1给出的方程求得。式中四是两个测定值的平均值，单位为%（质量分数），再现性限
R0,000347+0,199338m
Ig R=-1, 613 24+0. 537 779 Ig mGB/T223.812007
在重复性条件下，获得的两次独立溯试结果的绝对差值不大于重复性限（），大于重复性限（r）的情况以不超过5%为前提：
在再现性条件下，获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于再现性限（R），大于再现性限（R）的情况以不超过5%为前提：
试验报告
试验报告应包括以下内容：
所有辨别样品，实验室及分析数据所需的内容B
引用本部分所用的方法：
结果及表达形式
测量过程中观察到的异常现象：任何本部分中未规定的操作或任何可能影响结果的操作：试验日期。
CB/T223.81—2007
附录A
(资料性附录）
等温扩散法提纯氨氟酸
氢氟酸提纯方法可用等温扩散方法进行，氢氟酸提纯装置示意娜图A1，装置中所有部件均采用聚乙烯塑料。在内杯中定量加人水，将内杯置于支撑座上，在外杯中定量加人粗氢氟酸，盖上盖子，室温下放置8五以上（时间与室温有关）即可得到提纯的氢氟敲，浓度与租氢策酸和水的比例相关，如果一者体积比为11,则得到(1+1)氢氟殿。一盖子
一内弃
盐绝酸
图A1氧氟酸提纯装置示意
一外插
支媒座
附景B
（资料性附录）
微波炉消解程序
GB/T 223. 81-2007
微波炉消解样品为高压作业，为安全起见，请产格遵守厂商提供仪器说明书使用规定，最高消解使用温度和压强不得超过说明书规定范围。微波炉消解程序可参照表B1，具体消解程序以厂商提供说明书推荐并经实验验证优化为宜。在消解样品前，请先用厂商推荐的酸清洗氟塑料（如PTFE，PFA，TFM等）高压髓。
由于各厂商提供的产品不同，具体微波消解程序会有差异，请优先选用厂商提供消解程序。表B1消解程序仅供参考。
表B.1微波炉消解程序
低温低压反应
保持时间
(10-~30)mia约0.3MPa
中国中压反应
约120℃
保持时间
约15 min
高摄高压反应
保持时间
(1.32.0)MPa(180~220)c≥30minGE/T223.81—2007
同位素
（资料性附录）
ICP-MS测定痕量确和铝的干扰
ICN+IC\N+HC\N+\N*扩展峰
实验室
实验室
附录D
（资料性附录）
GB/T223.81—2007
微波消解-电感揭合等离子体质谱法测定总铝和总硼的原始数据表D.1
铝含量（质量分数/%
水平-1
0. 000 42
0, 000-41
0, 00039
0,00062
0,000 63
0. 00-0 24
0. 000 25
0,00029
0,000:40
0,000 52
0,00053
水平-1
求平-2
0,00140
0,00131
0,00135
0,00199
0,00132
0,0011
水平-2
水平-3
0,00704
0,00730
永平-4
0,0159
0,0152
图含量（质量分数）/%
水平3
水平-4
水平-5
水平-5
0,0264
水平-6
0. 009 33
0,01020
水平-6
水平-7
0,0226
水平-7
0, 104 7
0,101 4
0,0940
水平-8
0,0975
GB/T223.81—2007
实验室
水平-1
0. 000 26
0. 000 62
0,00033
0,000 07
水孚-2
0,00084
0. 000 44
0,000 43
永平-3
9. 000 79
0, 000 85
000060
表D.2（续）
器含量（质量分数）/%
水平-4
水平-5
0. 004 88
0,00453
水平-6
0. 009 55
0, 010 1
0. 009 99
0,0112
水孚-？
0,0240
水平-8
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