ГОСТ 11739.1-90
ГОСТ 11739.1−90 주조용 및 가공용 알루미늄 합금. 알루미늄 산화물의 측정 방법
ГОСТ 11739.1−90
그룹 В59
소비에트 사회주의 공화국 연합 국가 표준
주조용 및 가공용 알루미늄 합금
알루미늄 산화물의 측정 방법
Aluminium casting and wrought alloys.
Methods for determination of aluminium oxide
ОКСТУ 1709
효력 기간 с 01.07.91
до 01.07.96*
_______________________________
* 유효기간 제한은 국가간 표준화·계량·인증 위원회 의사록 N 5−94에 따라 해제됨
(ИУС N 11/12, 1994년). - 데이터베이스 제작자 주.
정보 사항
1. 본 표준은 소비에트 항공산업부가 개발·제출함
개발자
В.Г. Давыдов, 공학박사;
2. 승인 및 발효: 소비에트 제품품질관리·표준위원회 결의
3. 검토 주기 — 5년
4. 대체 대상
5. 참조 규격·기술 문서
| 참조된 규격 표기 |
항 번호 |
| ГОСТ 61–75 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 199–78 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 3773–72 |
3.2 |
| ГОСТ 4109–79 |
2.2 |
| ГОСТ 4160–74 |
2.2 |
| ГОСТ 4167–74 |
3.2 |
| ГОСТ 4204–77 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 4328–77 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 4523–77 |
2.2 |
| ГОСТ 7172–76 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 10484–78 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 11069–74 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 14261–77 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 18300–87 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 25086–87 |
1.1 |
| ТУ 6−09−667−74 |
2.2 |
| ТУ 6−09−3115−73 |
2.2; 3.2 |
| ТУ 6−09−3851−75 |
2.2 |
| ТУ 6−09−5077−87 |
2.2 |
| ТУ 6−09−1312−81 |
2.2; 3.2 |
본 표준은 규소를 최대 1% 함유하는 합금에서 알루미늄 산화물(표면 산화물과 포함 산화물의 총 질량분율이 0,002%에서 1,0% 범위일 때 및 포함 산화물의 질량분율이 0,002%에서 0,05% 범위일 때 각각)에 대한 분광광도법(포토메트릭) 측정 방법을 규정한다.
1. 일반 요구사항
1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 —
1.1.1. 분석 결과는 두 개의 병행 측정값의 산술평균을 결과로 한다.
2. 알루미늄 산화물의 분광광도법(포토메트릭) 측정
2.1. 방법의 본질
본 방법은 시료를 브로마이드 칼륨, 브롬 및 에틸아세테이트(또는 메틸아세테이트) 혼합액에 용해시키고, 용해되지 않는 알루미늄 산화물을 분리한 다음 이를 칼륨 피로황산염과 용융 시키고, 용융물을 용해하여 에리오크롬시아닌-R와 결합시켜 보라빛-적색 착물을 형성시키고 파장 535 nm에서 용액의 흡광도를 측정하는 데 기초한다.
2.2. 기기, 시약 및 용액
무팔전로(뮤펠로).
분광광도계 또는 광전색도계.
pH-미터.
브롬 —
염화칼슘 — ТУ 6−09−5077, (500±50)°C에서 갓 가열(소성)한 것.
브로마이드 칼륨 —
황산마그네슘 —
메틸아세테이트(ТУ 6−09−3851) 또는 에틸아세테이트(ТУ 6−09−667), 증류하여 메틸아세테이트 분획은 (57±1)°C에서, 에틸아세테이트 분획은 (77±1)°C에서 채취. 증류한 에스터를 넣은 플라스크에 무수 황산마그네슘이 들어있는 여과지 패킷을 넣고 가스켓이 잘 맞는 마개로 밀봉하여 보관.
반응혼합액: 메틸아세테이트(또는 에틸아세테이트) 65 cm³당 브로마이드 칼륨 1.8−2.0 g 및 브롬 7 cm³를 첨가(시료 1 g을 용해하기 위한 배합).
필터 세척용 반응혼합액: 반응혼합액과 동일하게 준비하되 특수 건조 과정을 거치지 않은 시약으로 만들고 메틸아세테이트(또는 에틸아세테이트) 1:10으로 희석하여 사용.
에틸 알코올(정류된 기술용) —
염산 —
황산 —
불산 —
칼륨 피로황산염 —
티오글리콜산(티오글리콜릭 애시드).
페놀프탈레인, 에탄올 용액 1 g/dm³.
수산화나트륨 —
에리오크롬시아닌-R — ТУ 6−09−3115, 용액 1 g/dm³.
아세트산나트륨 —
아세트산 —
아세트산암모늄 — ТУ 6−09−1312.
pH 6의 완충용액: 아세트산암모늄 46 g 및 아세트산나트륨 18 g을 500 cm³ 용량 비커에 넣고 물에 용해시켜 1000 cm³ 용량 용량 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다. 필요시 1 mol/dm³ 수산화나트륨 용액 또는 아세트산을 추가하여 pH를 조정한다.
알루미늄 표준(마크 A999) —
_______________
* 러시아 연방 지역에서는
알루미늄 표준 용액:
용액 A: 1 g의 알루미늄을 300 cm³ 용량 비커에 넣고 100 cm³의 염산 1:1 용액을 가한 후 시계유리로 덮어 온화하게 가열하여 용해한다. 동일한 염산 용액으로 체적을 유지하면서 용해한 후 1000 cm³ 용량 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.
용액 A 1 cm³에는 0.001 g의 알루미늄이 들어 있다.
용액 B(신선 조제): 용액 A 1 cm³를 100 cm³ 용량 메스플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.
용액 B 1 cm³에는 0.00001 g의 알루미늄이 들어 있다.
2.3. 분석 준비
2.3.1. 표면 산화물과 포함 산화물의 총량을 측정할 때는 1−2 g의 시료를 특별한 전처리 없이 사용한다.
2.3.2. 포함 산화물만을 측정할 때는 질량 1−1.5 g의 판(플레이트) 형태 시료를 사용한다. 분석 시작 전에 판의 표면에서 생긴 표면 산화막을 줄로 제거하고 무게 측정 전까지 에틸 알코올(25−30 cm³)층 아래의 병에 넣어 보관한다.
2.4. 분석 절차
2.4.1. 2.3.1 또는 2.3.2에 따라 준비한 시료(제거한 표면 시료는 무게 측정 전 여과지로 알코올을 닦아 건조시킬 것)의 정량 샘플을 250 cm³ 용량 플라스크에 넣고 되돌이 냉각기(리플럭스)를 장착한다. 플라스크에는 시료 1 g당 70 cm³의 반응혼합액이 미리 투입되어 있어야 한다.
용해는 상온에서 진행하되, 용해가 지연되면 모래욕에서 가열(해당 에스터의 끓는점보다 10−15°C 낮게)한다.
분말 형태의 시료는 먼저 냉각 상태에서 격렬한 반응을 피하면서 용해한다.
시료의 가시적 용해가 끝나면 플라스크에 반응혼합액 5 cm³를 추가하고 약한 가열 상태에서 10−15분간 용해를 계속한다.
2.4.2. 시료 용해 직후 용액을 반응혼합액으로 미리 적신 이중밀도 여과지(“블루 리본”)로 즉시 여과한다.
여과가 끝나면 시료 용액이 있던 플라스크와 여과지에 남은 침전물을 20−25 cm³의 반응혼합액으로 1회 세척(특수 건조 과정을 거치지 않은 시약으로 준비한 반응혼합액 사용 가능), 그 다음 필터 세척용 혼합액으로 3회 세척하고 에스터로 착색(갈색)이 없어질 때까지 씻는다.
포함 산화물을 측정할 경우 여과지는 추가로 0.1 mol/dm³ 염산 용액으로 5회 세척하고 따뜻한 물로 4−5회 세척한다.
여과지와 침전물을 플래티넘 도가니에 넣고 건조·회화(잿불 처리)한 뒤 (600−700)°C에서 40분간 소성한다.
플래티넘 도가니의 알루미늄 산화물 잔류물을 황산 2방울로 적시고 0.5−1.0 cm³의 불산을 첨가한 후 황산 증기 방출이 끝날 때까지 가열하고 건조 잔류물을 (600−700)°C에서 5−6분간 소성한다.
이렇게 처리한 침전물에 황산 3방울, 칼륨 피로황산염 1 g을 더하고 700−800°C에서 2−3분간 뮤펠로 용융시킨다.
용융물을 담은 도가니의 외부를 70−80°C의 뜨거운 물로 씻고 여과지로 닦은 뒤 200 cm³ 용량 비커에 넣고 50−70 cm³의 끓는 물(물 100 cm³당 황산 2.5 cm³로 산성화)을 가하고 용융물이 완전히 용해될 때까지 가열한다.
얻어진 용액을 100 cm³ 용량의 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.
2.4.3. 표 1에 따라 취한 용액의 알리쿼트 부분을 100 cm³ 용량 메스플라스크에 취하고 물로 50 cm³까지 채운 다음 티오글리콜산 1−2방울, 페놀프탈레인 용액 2방울을 넣고 혼합한 후 먼저 1 mol/dm³ 수산화나트륨 용액을 사용하여, 이어서 0.25 mol/dm³ 용액을 사용하여 연한 분홍색이 나타날 때까지 중화한다. 그 분홍색은 0.125 mol/dm³ 황산 1방울을 첨가하면 사라져야 한다. 그 후 플라스크에 0.5 mol/dm³ 황산 용액 4방울을 넣어 용액의 pH를 5.6−6.0으로 맞추고 에리오크롬시아닌-R 용액 15 cm³를 넣어 혼합한다. 20분 후에 완충용액 20 cm³를 추가하고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다.
표 1
| 산화알루미늄 질량분율, % |
알리쿼트 부분, см³ |
| 0,002부터 0,01까지 포함 |
50 |
| 초과 0,01 до 0,05 |
10 |
| 0,05 초과 до 0,25 |
2 |
| 0,25 초과 до 1,0 |
0,5 |
2.4.4. 용액의 흡광도는 파장 535 nm에서 층 두께 50 mm 큐벳을 사용하여 측정한다.
대조 용액은 2.4.3 항에 따라 모든 시약을 첨가한 물(알루미늄 무함유)을 사용한다.
2.4.5. 두 개의 대조 실험용 용액은 다음과 같이 준비한다: 시료 용액에서 알루미늄 산화물 침전물을 분리한 후 얻은 여과액을 즉시 다시 반응혼합액으로 적신 이중 여과지(“블루 리본”)로 여과하고, 이후 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4 항에 따라 처리한다.
두 대조 실험 용액들의 흡광도 평균값을 시료 용액의 흡광도에서 뺀다.
알루미늄 질량분율은 검량곡선(그램 대 흡광도)에 따라 계산한다.
2.4.6. 검량곡선 작성
용량 100 cm³의 눈금 플라스크 6개에 각기 40−50 cm³의 물을 넣고, 다섯 개의 플라스크에는 표준용액 B를 각각 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 cm³ 넣는다(이는 각각 0.000005; 0.00001; 0.000015; 0.00002; 0.000025 g의 알루미늄에 해당).
이 용액들에 2.4.3 항에 따라 필요한 모든 시약을 첨가하고 2.4.4 항에 따라 흡광도를 측정한다.
대조 용액은 알루미늄을 포함하지 않는 용액을 사용한다.
얻은 흡광도 값과 해당 알루미늄 질량에 따라 검량곡선을 작성한다.
2.5. 결과 처리
2.5.1. 산화알루미늄의 질량분율 X, %는 다음 식으로 계산한다
(1)
여기서 m — 검량곡선으로부터 구한 알루미늄의 질량, g;
m0 — 알리쿼트 부분에서 사용된 시료의 질량, g;
1,89 — 산화알루미늄으로 환산하는 계수.
2.5.2. 결과의 차이는 표 2에 제시된 값을 초과해서는 안 된다.
표 2
| 산화알루미늄 질량분율, % |
허용 절대 편차, % | |
| 병행 측정 결과의 편차 |
분석 결과의 편차 | |
| 0,002부터 0,005까지 포함 |
0,001 |
0,002 |
| 초과 0,005 до 0,010 |
0,002 |
0,003 |
| 0,010 초과 до 0,020 |
0,004 |
0,005 |
| 0,020 초과 до 0,050 |
0,008 |
0,01 |
| 0,05 초과 до 0,10 |
0,02 |
0,03 |
| 0,10 초과 до 0,25 |
0,03 |
0,04 |
| 0,25 초과 до 0,50 |
0,04 |
0,06 |
| 0,50 초과 до 1,00 |
0,06 |
0,08 |
3. 알루미늄 산화물의 분광광도법(포토메트릭) 측정
3.1. 방법의 본질
본 방법은 시료를 염화구리(2가) 용액과 염화암모늄 용액 혼합액에 용해시키고 용해되지 않는 알루미늄 산화물을 분리한 다음 이를 칼륨 피로황산염과 함께 용융하고 용융물을 용해하여 에리오크롬시아닌-R와 결합시켜 보라빛-적색 착물을 형성시키고 파장 535 nm에서 흡광도를 측정하는 데 기초한다.
3.2. 기기, 시약 및 용액
무팔전로(뮤펠로).
분광광도계 또는 광전색도계.
염화구리(2가) 2수화물 —
염화암모늄 —
반응혼합액: 염화구리(2가) 1500 g을 2200 cm³의 물에 가열하여 용해; 염화암모늄 300 g을 800 cm³의 물에 가열하여 용해; 두 용액을 혼합하고 필요시 여과.
에탄올(정류된 기술용) —
염산 —
황산 —
불산 —
칼륨 피로황산염 —
티오글리콜산.
페놀프탈레인, 에탄올 용액 1 g/dm³.
수산화나트륨 —
에리오크롬시아닌-R — ТУ 6−09−3115, 용액 1 g/dm³.
아세트산암모늄 — ТУ 6−09−1312.
아세트산나트륨 —
아세트산 —
pH 6의 완충용액: 아세트산암모늄 46 g 및 아세트산나트륨 18 g을 500 cm³ 비커에 넣고 물에 용해시켜 1000 cm³ 용량 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운 후 혼합한다. 필요하면 1 mol/dm³ 수산화나트륨 용액 또는 아세트산으로 pH를 조정한다.
알루미늄 표준(마크 A999) —
알루미늄 표준 용액.
용액 A: 1 g의 알루미늄을 300 cm³ 비커에 넣고 100 cm³의 염산 1:1 용액을 가한 후 시계유리로 덮어 온화하게 가열하여 용해한다. 같은 염산 용액으로 체적을 유지하면서 용해한 후 1000 cm³ 용량 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.
용액 A 1 cm³에는 0.001 g의 알루미늄이 들어 있다.
용액 B(신선 조제): 용액 A 1 cm³를 100 cm³ 용량 메스플라스크에 넣고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.
용액 B 1 cm³에는 0.00001 g의 알루미늄이 들어 있다.
3.3. 분석 수행
3.3.1. 2.3.2에 따라 준비된 시료를 에탄올에서 꺼내어 여과지로 빠르게 건조시키고 무게를 측정한 뒤, 전(前)에 50−70 cm³의 반응혼합액이 미리 들어 있는 250 cm³ 원뿔 플라스크에 넣고 플레이트를 가열판에서 70−90°C로 가열한다.
시료가 완전히 용해되지 않으면 반응혼합액 20 cm³를 추가하고 이어서 염화암모늄 용액 20 cm³를 추가한다.
3.3.2. 시료가 용해된 후 용액을 이중 밀도 여과지(“블루 리본”)로 여과하되, 여과지는 뜨거운 물과 뜨거운 염화암모늄 용액으로 미리 적신다.
알루미늄 산화물 침전물이 붙은 여과지는 먼저 녹색 착색(구리 이온에 의한)이 사라질 때까지 뜨거운 염화암모늄 용액으로 세척한 다음 0.1 mol/dm³ 염산 용액으로 5−6회, 따뜻한 물로 5−6회 세척한다. 여과지의 가장자리 부분에 특히 주의할 것.
여과지와 침전물을 플래티넘 도가니에 넣고 건조·회화한 뒤 (600−700)°C에서 40분간 소성한다.
도가니의 잔류물을 황산 2방울로 적시고 0.5−1 cm³의 불산을 첨가하여 황산 증기 방출이 끝날 때까지 가열한 후 도가니를 (600−700)°C에서 5−7분간 소성한다.
이렇게 처리한 침전물에 농축 황산 3방울과 칼륨 피로황산염 1 g을 더하고 700−800°C에서 2−3분간 뮤펠로 용융한다.
도가니의 외부를 뜨거운 물로 씻고 여과지로 닦은 다음 200 cm³ 비커에 넣고 60−70 cm³의 끓는 물(물 100 cm³당 농축 황산 2.5 cm³로 산성화)을 넣고 용융물이 완전히 용해될 때까지 가열한다.
얻어진 용액을 100 cm³ 용량 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 혼합한다.
3.3.3. 표 1에 따라 용액의 알리쿼트 부분을 100 cm³ 용량 메스플라스크에 취하고 이후 2.4.3 항의 절차를 따른다.
3.3.4. 용액의 흡광도 측정은 2.4.4 항에 따른다.
3.3.5. 두 개의 대조 실험용 용액은 다음과 같이 준비한다: 알루미늄 산화물 침전물을 제거한 뜨거운 여과액을 미리 뜨거운 물과 뜨거운 염화암모늄 용액으로 적신 이중 여과지로 여과한다.
필터 세척, 침전물의 용융 및 용액 준비는 3.3.2 항에 따른다.
두 대조 실험 용액들의 흡광도 평균값을 시료 용액의 흡광도에서 빼고 알루미늄 질량분율을 검량곡선으로부터 산출한다.
3.3.6. 검량곡선 작성: 100 cm³ 용량 플라스크 6개에 각각 40−50 cm³의 물을 넣고, 다섯 개의 플라스크에는 표준 용액 B를 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 cm³ 넣어(이는 각각 0.000005; 0.00001; 0.000015; 0.00002; 0.000025 g의 알루미늄에 해당) 2.4.3 항에 따라 필요한 모든 시약을 첨가하고 2.4.4 항에 따라 흡광도를 측정한다.
대조 용액은 알루미늄을 포함하지 않는 용액을 사용한다.
얻은 흡광도 값과 해당 알루미늄 질량에 따라 검량곡선을 작성한다.
3.4. 결과 처리
3.4.1. 산화알루미늄의 질량분율 X, %는 다음 식으로 계산한다
(2)
여기서 m — 검량곡선으로부터 구한 알루미늄의 질량, g;
m0 — 알리쿼트 부분에서 사용된 시료의 질량, g;
1,89 — 산화알루미늄으로 환산하는 계수.
3.4.2. 결과의 차이는 표 3에 제시된 값을 초과해서는 안 된다.
표 3
| 산화알루미늄 질량분율, % |
허용 절대 편차, % | |
| 병행 측정 결과의 편차 |
분석 결과의 편차 | |
| 0,002부터 0,005까지 포함 |
0,002 |
0,003 |
| 초과 0,005 до 0,010 |
0,003 |
0,004 |
| 0,010 초과 до 0,020 |
0,005 |
0,006 |
| 0,020 초과 до 0,050 |
0,006 |
0,008 |
