【国家标准(GB)】 铸铁和低合金钢 镧、铈和镁含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

ICS.77.080.01
中华人民共和国国家标准　
GB/T24520—2009
铸铁和低合金钢
镧、铈和镁含量的测定
电感耦合等离子体原子发射光谱法Cast iron and low alloy steelDetermination of lanthanum, cerium and magnesium content-Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric method2009-10-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局数码防伪
中国国家标准化管理委员会
2010-05-01实施
本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。本标准由中国钢铁工业协会提出。本标准由全国钢标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：武汉钢铁(集团)公司研究院。GB/T24520—2009
本标准参加起草单位：钢铁研究总院、宝钢研究院、宝钢检测中心、太钢技术中心、包钢技术中心、首钢技术研究院、山东冶金研究院、济钢技术监督处、邯钢技术中心、南京钢铁公司、中船十二所、武钢质检中心等。
本标准主要起草人：张春兰、曹宏燕、陈士华、张穗忠、闻向东、林亚萍、于录军、卢文琪。1范围
铸铁和低合金钢、铈和镁含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法本标准规定了用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镧、铈和镁的方法。GB/T24520-2009
本方法适用于铸铁和低合金钢中镧、铈和镁含量的测定。测量范围（质量分数）：镧，0.002%～0.10%；铺，0.005%~0.15%；镁，0.003%~0.15%。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。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)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准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标准。GB/T6379.1测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第1部分：总则与定义(GB/T6379.1—2004,ISO5725-1:1994,IDT)GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法（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，ISO14284：1996IDT
3原理
试料用盐酸、硝酸混合酸分解，高氟酸冒烟，以混合酸溶解盐类，试液稀释至一定体积，干过滤。在电感耦合等离子体原子发射光谱仪上，于所推荐的波长或其他合适的波长处测量试液中分析元索的发射光谱强度，由校准曲线计算镧、铈和镁的质量分数。4试剂
除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和二次蒸馏水或相当纯度的水。4.1高纯铁，、铈、镁质量分数均小于0.0002%。4.2盐酸，p约1.19g/mL
4.3硝酸，p约1.42g/mL
4.4盐酸-硝酸混合酸，1+1+2
4.5高氟酸，p约1.67g/mL
4.6过氧化氢，p约1.10g/mL
4.7镧标准溶液
4.7.1镧储备溶液，1.00mg/mL
称取1.1728g预先于850℃灼烧30min并冷却至室温的三氧化二镧（质量分数大于99.95%）于250mL烧杯中，加30mL盐酸（4.2），加热溶解。冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。
此溶液1mL含1.00mg镧。
4.7.2镧标准溶液，50.0μg/mL
GB/T24520--2009
分取25.00mL镧储备溶液（4.7.1）于500mL容量瓶中，加5mL盐酸（4.2），用水稀释至刻度，混匀。
此溶液1mL含50.0μg镧。
4.8铈标准溶液
4.8.1储备溶液，1.00mg/mL
称取1.2284g预先于850℃灼烧30min并冷却至室温的二氧化铺（质量分数大于99.95%）于250mL烧杯中，加30mL硝酸（4.3），2mL过氧化氢（4.6），加热至溶解完全，煮沸分解过量的过氧化氢。冷却至室温，移人1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1.00mg。
4.8.2标准溶液，50.0μg/mL
分取25.00mL储备溶液（4.8.1）于500mL容量瓶中，加5mL盐酸（4.2），用水稀释至刻度，混匀。
此溶液1mL含50.0μg铺。
4.9镁标准溶液
4.9.1镁储备溶液，1.00mg/mL
称取1.6583g预先于850℃灼烧30min并于干燥器中冷却至室温的高纯氧化镁（质量分数大于99.95%）于250mL烧杯中，加20mL水，混匀。盖上表血，加20mL盐酸（4.2)，低温加热溶解。冷却至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含1.00mg镁。
4.9.2镁标准溶液，50.0μg/mL
分取25.00mL镁储备溶液（4.9.1）于500mL容量瓶中，加5mL盐酸（4.2），用水稀释至刻度，混匀。
此溶液1mL含50.0μg镁。
4.10镧、铈和镁混合标准溶液
分取25.00mL镧储备溶液（4.7.1）、25.00mL铺储备溶液（4.8.1）和25.00mL镁储备溶液（4.9.1）于500mL容量瓶中，加10mL盐酸（4.2），用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含50.0μg镧、铈和镁。5仪器
通常的实验室设备和电感耦合等离子体原子发射光谱仪。电感耦合等离子体原子发射光谱仪可以是同时测量型，也可以是顺序测量型。5.1分析线
本标准不指定特殊的分析线。实验室应根据灵敏度和谱线干扰等情况，选择合适的分析线和扣背景位置。
表1为推荐的镧、和镁分析线，根据不同的仪器也可采用其他合适的波长。表1推荐分析线
分析元素
分析线波长/nm
可能的干扰元素
Cr、V、Ti
BEC/(mg/L)
DL/(mg/L)
5.2光谱仪的实际分辨率（见附录A中A.1）每条分析谱线的半峰宽应不大于0.030nm。5.3短期稳定性
GB/T24520-2009
连续测量校准曲线溶液分析元素的光谱强度10次，计算测量的相对标准偏差（RSD)。通常对浓度5μg/mL的溶液，要求其相对标准偏差不超过1.0%。5.4长期稳定性
在3h中，每隔30min测量校准曲线溶液分析元素的光谱强度3次，得到7个测量平均值。计算7个测量平均值的相对标准偏差（RSD）。通常对浓度5μg/mL的溶液，其相对标准偏差不超过2.0%。5.5背景等效浓度和检测限（见附录A中A.2）按附录A中A.2测量校准溶液的光谱强度，计算测量元素的背景等效浓度（BEC)和检测限（DL），其结果应低于表1所列数值。
5.6校准曲线的线性
检查校准曲线的线性，其相关系数应大于0.999。6取制样
按GB/T20066或其他适当国家标准取制样。7分析步骤
7.1试料量
称取0.50g试样，精确至0.0001g。7.2空白试验（相当于校准曲线的零浓度溶液）称取0.470g高纯铁（4.1），随同试料作空白试验。7.3试料溶液的制备
将试料置于100mL烧杯中，加15mL盐酸-硝酸混合酸（4.4），盖上表皿，缓缓加热至试料溶解完全，加5mL高氯酸（4.5），加热冒高氮酸烟，继续加热冒烟至试液体积1mL~2mL。冷却，加10mL盐酸-硝酸混合酸（4.4），加20mL水，温热溶解盐类，冷却至室温。将试液移人100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。测量前试液用中速滤纸于过滤，弃去最初的10mL滤液。7.4校准曲线溶液的制备
称取0.470g高纯铁8份分别置于8个100mL烧杯中，按7.2分析步骤操作将纯铁分解，冷却至室温，将试液分别移入100mL容量瓶中。按表2加入分析元素的标准溶液或混合标准溶液，用水稀释至刻度，混匀。
表2绘制校准曲线的标准溶液
分析元素标准溶液
7.5测量
7.5.1仪器准备
加入标准溶液的体积/mL
开启ICP光谱仪，预热1h以上。
相应试料中分析元素
的质量分数/%
按照仪器操作说明对仪器工作条件进行优化，选择合适的测量条件（如氩气压力和流速、观测高度、人射狭缝、出射狭缝、检测器的增益、分析线、冲洗时间、测量时间等）。3
GB/T 24520--2009
准备校准曲线绘制、测量及统计计算等软件。开启等离子炬点火键，点火后确认仪器运行参数在正常范围内，雾化系统及等离子火焰工作正常，稳定15min以上。
检查5.2~5.5中给出的各项仪器性能要求。7.5.2校准曲线溶液的测量和校准曲线的绘制于ICP光谱仪上，测量各校准曲线溶液（7.4)中镧、和镁的光谱强度，每个溶液重复测量2次～3次，计算其平均值。以各光谱强度平均值减去零浓度光谱强度平均值为纵坐标，校准曲线溶液的浓度为横坐标，分别绘制镧、铈和镁的校准曲线。计算校准曲线的相关系数，相关系数应符合5.6的要求。7.5.3试料溶液的测定
测量试料溶液（7.3)中镧、铈和镁的光谱强度，重复测量2次～3次，计算其平均值。其光谱强度平均值减去空白试验溶液光谱强度的平均值为净光谱强度，8分析结果的计算
根据校准曲线（7.5.2），将净光谱强度转化为试液中镧、铺和镁的浓度，以μg/mL表示。试料中镧、铈和镁的含量以质量分数wWM计，数值以%表示，按式（1)计算：PMXV
m×106
式中：
Pm——试液中镧、铈和镁浓度的数值，单位为微克每毫升(μg/mL)；V—被测试液体积的数值，单位为毫升（mL）；m—试料质量的数值，单位为克(g）。9精密度
........(1)
本标准的精密度数据是在2008年由14个实验室对镧5个水平、铈6个水平和镁6个水平的样品进行共同试验，每个实验室对每个水平的样品在GB/T6379.1规定的重复性条件下测定3次。原始数据（参见附录B)按GB/T6379.2进行统计分析，所确定的精密度见表3。表3精密度免费标准bzxz.net
式中：
含量范围(质量分数)/%
0.002~0.10
0.005~0.15
0.0030.15
m是两个测定值的平均值（质量分数）。重复性限，
lg r= -1. 882 5+0. 602 7 Ig mr=0.00055+0.02685m
再现性限R
lgR=-1.4823+0.6681lgm
1gR=-1.5420+0.5787lgm
lgr=-1.8973+0.5514lgm
1lgR=-1.6798+0.5130lgm
重复性限(r)、再现性限(R)按表3给出的方程求得。在重复性条件下，获得的两次独立测试结果的绝对差值不大于重复性限(r），以大于重复性限（r)的情况不超过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)，以大于再现性限（R)的情况不超过5%为前提。
10试验报告
试验报告应包括下列信息：
识别样品、实验室和试验日期所需的全部资料；引用标准；
结果及其表示；
采用的分析谱线；
测定中发现的异常现象；
对结果可能产生影响的而在本标准中没有规定的任何操作。GB/T24520—2009
GB/T24520—2009
附录A
（规范性附录）
测定仪器性能的操作
制定电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES)分析标准方法，应由工作组负责根据实验室间试验结果确定仪器性能规范的值。A.1光谱仪实际分辨率
发射光谱的分辨率通常用其波长扫描图形的半峰宽表示，即测定峰高一半处的峰宽，用纳米表示。图A.1表示镧408.672nm波长的实际分辨率。La408.672
408.727nm
分辨率=（408.727—408.617)×15
图A.1实际分辨率计算图例
A.2背景等效浓度和检测限
408.617nm
制备3份溶液，含待测物浓度分别为：0浓度水平，10倍检测限，1000倍检测限。这些溶液含有与待测样品相似浓度的酸、溶剂、基体元素。对待测元素设定合适的操作条件。喷入1000倍检测限溶液，在溶液进入等离子体后等待10s，以保证稳定雾化，仔细地将选择的波长定位在其最高峰处，选择适当的测量条件，以保证测量的光谱强度有4位有效数字。设定积分时间为3s。
A.2.1确定检测限
喷人空白试液约10 s，以预设积分时间测定10次。喷人10倍检测限溶液10s，以预设积分时间测定10次。由空白试液和10倍检测液得到的光谱强度读数，计算空白试液平均强度文，，10倍检测限溶液平6
均强度X，和空白试液的标准偏差Ss。按式(B.1)计算10倍检测限溶液的净平均强度x.l：X=X-X
按式(B.2)计算测量元素的检测限(DL)：DL=3S×
式中：
Pl——10倍检测限的浓度，单位为微克每毫升（μg/mL)。应当指出，由于重复测量次数有限，按这种方法计算出的检测限误差范围较宽。A.2.2背景等效浓度的测定
按式(B.3)计算背景等效浓度(BEC)：BEC
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....（A.2)
......(A.. 3)
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