TSCS 000022-2024 鉬合金痕量元素分析輝光放電質(zhì)譜法

ICSH10/19CCS71.040.40團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/SCS000022—2024鉬合金痕量元素分析輝光放電質(zhì)譜法Molybdenumalloys–Analysisoftraceelements–Glowdischargemassspectrometrymethod2024-08-27發(fā)布 2024-09-27實(shí)施上海市硅酸鹽學(xué)會(huì)??發(fā)布T/SCS000022T/SCS000022—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1原理 1儀器設(shè)備 1試劑和材料 1樣品預(yù)處理 2分析步驟 3檢出限 5測(cè)量結(jié)果 6重復(fù)性限和再現(xiàn)性限 6測(cè)試報(bào)告 6附錄A（資料性） 同位素選擇及干擾 7附錄B（資料性） 用于質(zhì)量校正的離子及其質(zhì)荷比 8前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由本文件由上海市硅酸鹽學(xué)會(huì)提出并歸口。T/SCS000022T/SCS000022—2024PAGEPAGE5鉬合金痕量元素分析輝光放電質(zhì)譜法警示——范圍本文件規(guī)定了采用輝光放電質(zhì)譜（GD-MS）法測(cè)量鉬合金中雜質(zhì)元素的測(cè)試方法。本文件適用于鉬合金中元素測(cè)試種類(lèi)及各元素同位素選擇見(jiàn)附錄A.1，各元素測(cè)試范圍為0.1ng/g～0.1%。通過(guò)合適的標(biāo)準(zhǔn)樣品校正，也可以測(cè)量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.1%的雜質(zhì)元素含量。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法GB/T33236-2016GB/T42518-2023鍺酸鉍（BGO）術(shù)語(yǔ)和定義GB/T33236-2016界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。原理在GD-MS儀器的放電池中，樣品作為陰極。在放電池中導(dǎo)入氬氣，在陰極和陽(yáng)極間施加電壓，產(chǎn)（等離子體儀器設(shè)備輝光放電質(zhì)譜儀應(yīng)符合GB/T42518-2023的要求，儀器運(yùn)行環(huán)境應(yīng)滿(mǎn)足儀器說(shuō)明書(shū)的要求。儀器要求有液氮制冷或半導(dǎo)體冷卻。超聲波清洗器用于樣品和操作工具的清洗。制樣設(shè)備切割機(jī)、壓片機(jī)、拋光機(jī)等設(shè)備，滿(mǎn)足能將樣品加工成儀器測(cè)試要求的樣品。試劑和材料去離子水符合GB/T6682規(guī)定的分析實(shí)驗(yàn)室用水一級(jí)水的要求。硝酸ρ=l.42g／mL，光譜純。氫氟酸ρ=1.14g／mL，光譜純。異丙醇ρ=0.784g／mL，光譜純。鉭純度不低于99.999%。銦純度不低于99.9999%。氬氣純度不低于99.999%。氮?dú)饧兌炔坏陀?9.999%。銅絲純度不低于99.9%，直徑1mm～3mm。金絲純度不低于99.9%，直徑1mm～3mm。樣品預(yù)處理樣品加工20mm～40mm的圓形測(cè)量面，或者將其切割成截面20mm～30mm2mm～3mm的片狀樣品，并將一面拋光。2mm～3mm20mm的針狀樣品。對(duì)于小塊樣品，將鉭片（6.5）2mm～3mm20mm，一面敞開(kāi)的鉭槽，將小塊樣品填裝入鉭槽，制成針狀樣品。對(duì)于粉末或顆粒狀樣品，可以將樣品鋪在表面干凈的鉭片（6.5）上，用一片大小合適的銦片（6.6）覆蓋樣品，然后在銦片上再放一片鉭片，用手按壓，就能將樣品壓在銦片上，制成片狀樣品。3mm～5mm20mm的銦棒，然后將樣品粉末滾覆在銦棒表面。樣品清洗7.1c）將樣品置于燒杯中，加去離子水（6.1）浸沒(méi)樣品，將燒杯置于超聲波清洗器中，超聲清洗至5min，然后用鑷子將樣品取出，放入盛硝酸（6.2）（1+9）5min～10min。用鑷子將樣品取出，以去離子水（6.1）3遍后，放入盛氫氟酸（6.3）（1+4）的聚四氟5min～10min。用鑷子將樣品取出，以去離子水（6.1）5遍后，放入盛異丙醇（6.4）的燒杯中，超聲清5min。用鑷子將樣品取出，晾干，或氮?dú)猓?.8）吹干。注：清洗后的樣品應(yīng)盡快測(cè)量。如果樣品清洗后在空氣中放置超過(guò)4小時(shí)，建議重新清洗。分析步驟儀器準(zhǔn)備質(zhì)量校正88小時(shí)的情況（如氬、（如坦（如銦峰形和質(zhì)量分辨率的檢查（6.9）（6.10）20mm（可重復(fù)使用的離子強(qiáng)度足夠高，在中分辨模式條件下質(zhì)量分辨率不低于3500。檢測(cè)器交叉校正如果質(zhì)譜儀配備了一個(gè)以上的檢測(cè)器，則需要進(jìn)行檢測(cè)離子計(jì)數(shù)效率的交叉校正。樣品裝載將預(yù)處理好的樣品（7.2）按儀器制造商提供的操作手冊(cè)裝入樣品夾具中，并導(dǎo)入儀器。如需液氮冷卻離子源時(shí)，通入液氮。當(dāng)離子源室的氣壓達(dá)到儀器操作手冊(cè)規(guī)定的壓力可開(kāi)始測(cè)量。分析程序設(shè)定（放電參數(shù)和同位素的選擇（）都應(yīng)在相同條件下進(jìn)行測(cè)量。工作模式直流離子源可以在不同模式下工作，包括：電流恒定，通過(guò)調(diào)節(jié)放電氣體壓力來(lái)調(diào)節(jié)電壓；電壓恒定，通過(guò)調(diào)節(jié)放電氣體壓力來(lái)調(diào)節(jié)電流。選擇工作模式，調(diào)整氣壓以得到所期望的電流和電壓，或者調(diào)整電壓以得到所期望的電流和氣壓。對(duì)于可以根據(jù)設(shè)定條件自動(dòng)調(diào)節(jié)的儀器，應(yīng)遵循儀器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。注：對(duì)有射頻輝光放電源的儀器，在測(cè)量導(dǎo)電性較差的樣品時(shí)，可以采用射頻輝光放電源。放電參數(shù)離子流的優(yōu)化當(dāng)放電條件確定后，應(yīng)優(yōu)化離子流，以確?？傻玫綕M(mǎn)意的離子強(qiáng)度。可選擇98Mo+作為觀(guān)察對(duì)象，調(diào)整電壓和電流，直到獲得所需的信號(hào)強(qiáng)度。同位素選擇通常對(duì)在放電氣體Ar中的一種金屬M(fèi)+和ArAr2+和Ar3+M和Ar結(jié)合形成的多原子離子，如MAr+和MAr2+復(fù)雜的離子相對(duì)越少。2 CO+CO+HO+ArC+ArO+、ArCO+、ArH+、MO+和MH+2 附錄A中，表A.2列出了部分干擾示例。預(yù)濺射制樣方式；試樣的組成；需測(cè)定的元素；分析所需的靈敏度。注：對(duì)深度分析，一般不做預(yù)濺射。8.2.1 離子流強(qiáng)度的測(cè)量預(yù)濺射后，對(duì)所有選定同位素進(jìn)行離子流強(qiáng)度的測(cè)量。需要分別測(cè)量峰的強(qiáng)度Ip（峰的積分面積）III=I-Ib（83.1注：通常儀器所帶軟件能自動(dòng)給出本底強(qiáng)度，需要時(shí)操作人員也可以人工確定本底強(qiáng)度以代替軟件自動(dòng)計(jì)算值。數(shù)據(jù)分析測(cè)量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析通常由儀器所帶軟件自動(dòng)完成。元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算通常如下進(jìn)行：對(duì)于測(cè)量的每一個(gè)同位素，根據(jù)所用離子檢測(cè)器，進(jìn)行積分時(shí)間和或離子計(jì)數(shù)效率的校正。根據(jù)同位素豐度進(jìn)行校正，以給出相應(yīng)元素的離子強(qiáng)度。RIB，按公式（1）計(jì)算。這一比值就是相應(yīng)元素相對(duì)于基體元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的估計(jì)。B?=??/?M 1)式中：?IB?——樣品中元素i的離子強(qiáng)度與基體元素的離子強(qiáng)度之比；Ii ——i（A；IM ——（A。oX。注：對(duì)于離子強(qiáng)度，有的軟件也可能采用離子計(jì)數(shù)率（cps）為單位。（RSF）（8.3.2）用相對(duì)靈敏度因子測(cè)量利用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CertifiedReferenceMaterials,CRMs）測(cè)量的RSF可以實(shí)現(xiàn)定量分析。對(duì)于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品，其中的元素含量是已知的，當(dāng)待測(cè)元素i的離子強(qiáng)度比測(cè)定后，RSF可用式（2）計(jì)算。S?=??,sB(?,s) 1)式中：?RS? ——iRSF；?,s ——i（/g；??(?s)——i當(dāng)相對(duì)靈敏度因子確定后，就可以用式（3）計(jì)算未知樣中待測(cè)元素的濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)。??=??(?)×???..…..………………(2)式中：?? ——i（μ/g；B?)——i?RS?——用鉬合金標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)得的元素i的RSF。注：如果缺少標(biāo)準(zhǔn)樣品，也能用經(jīng)過(guò)其他可靠方法測(cè)定的樣品用于計(jì)算RSF。半定量分析“標(biāo)準(zhǔn)RSF”儀器所帶軟件中有一個(gè)RSF數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)RSF數(shù)據(jù)庫(kù)中的RSF值即稱(chēng)為的“標(biāo)準(zhǔn)RSF”。由于使用GD-MS用校正曲線(xiàn)測(cè)量用n≥3w和I（4?=?+??(4)式中：a——直線(xiàn)截距；b——直線(xiàn)斜率。i，只要在相同條件下測(cè)量其離子強(qiáng)度I，就可以根據(jù)校正曲線(xiàn)計(jì)算出其質(zhì)量分?jǐn)?shù)wi。注：如果缺少標(biāo)準(zhǔn)樣品，也可用經(jīng)過(guò)其他可靠方法測(cè)定的樣品用于獲得校正曲線(xiàn)。檢出限對(duì)于除基體（Mo、X）以外的元素，在沒(méi)有干擾的情況下，檢出限用下述方法之一確定。方法1：Ip，本底強(qiáng)度平均值Ib和本底強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)偏差σb，則檢出限LD按公式（5）計(jì)算：D=3???/?????) (5)式中：i——i（/；σ——（A；I——（A；I——A。方法2：0.pg，11σ，LD如式（6）計(jì)算：?D=3?? (6)式中：b——校正工作曲線(xiàn)（8.1.9.4）的斜率。測(cè)量結(jié)果33次計(jì)算結(jié)果的平均值。當(dāng)按低于檢出限報(bào)告結(jié)果時(shí)，應(yīng)注明檢出限。重復(fù)性限和再現(xiàn)性限對(duì)同一樣品的測(cè)量，重復(fù)性條件下和再現(xiàn)性條件下的允許相對(duì)偏差見(jiàn)表1。表1 測(cè)量結(jié)果的相對(duì)偏差允許值濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）范圍 重復(fù)性條件下的允許相對(duì)偏差μg/g %再現(xiàn)性條件下的允許相對(duì)偏差％>1001520100~120301~0.130500.1~0.01501000.01~0.001100150測(cè)試報(bào)告測(cè)試報(bào)告至少應(yīng)包括下述內(nèi)容：樣品信息；使用的儀器型號(hào)；使用的輔助導(dǎo)電材料（適用時(shí)）；使用的標(biāo)準(zhǔn)樣品（適用時(shí)）；使用的放電氣體及其純度；基體離子強(qiáng)度；使用半定量分析；元素及其含量。附 錄 A（資料性）同位素選擇及干擾A.1 輝光放電質(zhì)譜法測(cè)鉬合金中痕量元素種類(lèi)及同位素選擇對(duì)于高分辨GD-MS，元素的不同同位素的峰通常是可以分開(kāi)的。對(duì)于存在同位素的元素，需要選是否有干擾的存在時(shí)，也可以選擇測(cè)量多個(gè)同位素，采用干擾最少的、最合理的峰用于結(jié)果計(jì)算。表A.1是鉬合金中痕量元素測(cè)定時(shí)的通常選擇的同位素，表A.2是一些常見(jiàn)的必須注意的干擾。A.1輝光放電質(zhì)譜法測(cè)鉬合金中痕量元素種類(lèi)及同位素選擇元素同位素元素同位素元素同位素Ag107Hf178Rh103Al27Hg202Ru102As75Ho165S32Au197I127Sb121B10，11In115Sc45Ba137Ir193Se78Be9K39Si28Bi209La139Sm152Br79Li7Sn118Ca44Lu175Sr88Cd111Mg24Ta181Ce140Mn55Tb159Cl35Na23Te128Co59Nb93Th232Cr52Nd142Ti48Cs133Ni58Tl205Cu63Os192Tm169Dy164P31U238Er166Pb208V51Eu151，153Pd105W182，184F19Pm145Y89Fe56Pr141Yb174Ga69Pt195Zn64Gd158Rb85Zr90Ge74Re185，187A.2輝光放電質(zhì)譜法測(cè)鉬合金中痕量元素時(shí)存在的干擾示例同位素干擾19F+38Ar2+32S+16O16O+39K+38Ar1H+44Ca+12C16O16O+48Ti+96Mo2+52Cr+40Ar12C+56Fe+40Ar16O+75As+，+77Se+，79Br+ArArH+93Nb+92MoH+102Ru+100MoH2+107Ag+95MoC+111Cd+95MoO+115In+98MoOH+138Ba+98MoAr+140Ce+100MoAr+142Nd+MoO3+192Os+MoMo+附 錄 B（資料性）用于質(zhì)量校正的離子及其質(zhì)荷比B.1 用于質(zhì)量校正的離子及其質(zhì)荷比對(duì)GD-MS儀器，需要針對(duì)磁場(chǎng)