ГОСТ 18385.2-79

ГОСТ 18385.2−79 니오븀. 규소, 티타늄 및 철의 분광법에 의한 분석 (변경사항 N 1, 2 포함)

ГОСТ 18385.2−79

그룹 В59

소비에트 사회주의 공화국 연방 국가 표준

니오븀

규소, 티타늄 및 철의 분광법에 의한 분석

Niobium. Spectral method for the determination of silicon, titanium and iron

ОКСТУ 1709*
______________
* 추가 도입, 변경 N 1.

시행 기간: 1980.07.01
~ 1985.07.01*
_________________________________
* 시행 기한 제한은
국가간 표준화·계량·인증 위원회 의사록 N 5−94에 따라 해제됨
(ИУС N 11/12, 1994). — 데이터베이스 제작자 주석.

개발: 소련 비철금속부

담당자(집필자)

А. В. Елютин, Ю. А. Карпов, А. Г. Галканов, Л. Н. Филимонов, В. В. Королев, В. В. Недлер, В. Г. Мискарьянц, Т. М. Малютина, В. М. Михайлов, Е.Г.Намврина

제출: 소련 비철금속부

위원회 위원 A. П. Снурников

소련 국가표준위원회 1979년 5월 30일자 결의 N 1968에 의해 승인·시행됨

대체: ГОСТ 18385.3−73

변경사항: 변경 N 1(소련 국가표준위원회 1984.10.11 결정 N 3561, 1985.03.01 시행), 변경 N 2(소련 국가표준위원회 품질관리 및 표준화 관리부 1989.12.08 결정 N 3616, 1990.07.01 시행)

변경 N 1, 2는 데이터베이스 제작자가 ИУС N 1, 1985 및 ИУС N 3, 1990의 본문에 따라 반영함


본 표준은 규소(질량분율 0.003~0.03%), 티타늄(0.003~0.1%) 및 철(0.003~0.08%)의 분광학적 정량법을 규정한다.

1. 일반 요구사항

1.1. 분석방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 18385.0−79*에 따름.
_______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 18385.0−89가 적용됨. — 데이터베이스 제작자 주석.

2. 규소, 티타늄 및 철 함량의 결정 (규소 질량분율이 0.003~0.02%, 티타늄 0.001~0.01%, 철 0.001~0.030%일 때)

______________
* 절명(名稱). 개정된 편집판, 변경 N 1.

이 방법은 교류 아크에서 스펙트럼을 여기했을 때 분석시료 내 규소, 티타늄 및 철의 질량분율에 따른 스펙트럼 선 강도의 의존성을 기초로 한다.

2.1. 기기, 재료 및 시약

회절식 분광계 ДФС-8 (격자 600선/mm 또는 1200선/mm, 범용 스탠드가 포함된 완비 설치) 또는 이에 상응하는 장비.

아크 발생기 ДГ-2(보조 레오스타트 포함) 또는 이에 상응하는 장비.

온도 조절기 부착 800−850 °C의 무플(furnace) 전기로.

마이크로포토미터 МФ-2 또는 이에 상응하는 장비.

플라틴 용기(크루시블).

분석용 저울.

비틀림식 저울 타입 ВТ-500 또는 동등형.

흑연 전극 연마용 장치.

니오븀 절구 및 공이(공구).

플렉시글라스(아크릴) 절구 및 공이.

흑연 전극 ОСЧ-7−3, 외경 6 mm, 끝을 연마하여 3.6 mm로 한 것(연마 길이 7 mm), 연마된 부분에 지름 2 mm, 깊이 4 mm의 함몰부가 있는 것.

흑연 분말, марки ОСЧ-7−4.

스펙트럼 분석용 9×12 cm 크기 УФШ형 사진판 또는 분석선의 정상적 감광을 확보하는 동등품.

시료 및 비교 시료 준비용 유기 유리(아크릴) 박스.

니오븀 오산화물(분광용 고순도).

산화철(규격 ТУ 6−09−5346−87), 분석용 순수(ч.д.а.).

이산화티타늄(화학적으로 순수, х.ч.).

이산화규소(ГОСТ 9428−73에 따름), 분석용 순수(ч.д.а.).

질산코발트(II) 육수화물.

염화나트륨(ГОСТ 4233−77), 화학순도(х.ч.).

염산(ГОСТ 3118−77), 1:1로 희석한 용액.

정제 에틸알코올(공업용, 재증류), ГОСТ 18300−87에 따름.

현상액: ГОСТ 10691.1−84에 따름.

정착액: 황산화나트륨(серноватистокислого натрия) 300 g, 염화암모늄(ГОСТ 3773−72) 20 g을 각각 700 및 200 cm³의 물에 용해시키고, 얻은 용액을 합쳐 전체 부피를 물로 1 dm³로 맞춘다.

(개정 편집판, 변경 N 1, 2).

2.2. 분석 준비

2.2.1. 기준(주) 비교표준(ООС)의 제조 — 금속 혼합물 기준으로 규소와 티타늄 각 2%, 철 4%를 함유하도록 준비.

니오븀 오산화물 1,3161 g, 이산화규소 0,428 g, 이산화티타늄 0,0334 g 및 산화철 0,0572 g을 니오븀 절구에서 알코올 층 아래에서 1.5−2시간 동안 절구질(연마)한다(작업당 알코올 소모량 30 cm³). 혼합물을 적외선 램프 아래에서 일정 질량이 될 때까지 건조한다.

(개정 편집판, 변경 N 1).

2.2.2. 비교표준(ОС) 제조

Образцы сравнения готовят последовательным разбавлением основного образца сравнения, а затем каждого последующего образца пятиокисью ниобия.

비교용 시료는 기본 비교 시료를 연속적으로 희석한 다음, 이어지는 각 시료를 오산화니오븀으로 희석하여 준비한다.

각 비교 시료에서 측정되는 불순물의 질량분율(백분율, 금속 혼합물 내 금속 함량 기준)과 혼합물에 투입되는 오산화니오븀 및 희석되는 시료의 취급량은 표 1에 나와 있다.

표 1

작업 비교 시료 표기	불순물 질량분율, %		시료 질량, г
	кремний, титан	железо	пятиокиси ниобия	разбавляемого образца
ОС1	0,04	0,08	1,9343	0,0400 (ООС)
ОС2	0,02	0,04	1,0000	1,0000 (ОС1)
ОС3	0,01	0,02	1,0000	1,0000 (ОС2)
ОС4	0,005	0,01	1,0000	1,0000 (ОС3)
ОС5	0,0025	0,005	1,0000	1,0000 (ОС4)
ОС6	0,00125	0,0025	1,00000	1,0000 (ОС5)
ОС7	0,000625	0,00125	1,0000	1,0000 (ОС6)

혼합물은 절구에서 에탄올층 아래에서 1,5−2시간 동안 갈아준다(1회 작업당 에탄올 소모량 30 см) 그리고 적외선 램프 아래에서 건조시킨다.

비교 시료는 폴리에틸렌 뚜껑이 있는 폴리에틸렌 용기에 보관한다.

(수정된 판, Изм. N 1, 2).

2.2.3. 89% 흑연 분말, 10% 염화나트륨 및 1% 코발트 산화물을 포함하는 완충 혼합물의 조제.

흑연 분말 8,9 г 및 염화나트륨 1 г을 불소수지(플루오로플라스틱) 컵에 넣고, 5%-질산코발트 용액을 7 см 첨가한다(건조 혼합물은 코발트 산화물을 1% 함유해야 함). 질소산화물의 발생이 멈출 때까지 200−300 °С에서 가열한 후, 플렉시글라스 절구에서 1,5−2시간 동안 갈고(1회 작업당 에탄올 소모량 30 см) 일정 질량이 될 때까지 적외선 램프 아래에서 건조시킨다.

(수정된 판, Изм. N 1, 2).

2.3. 분석 수행

0,5 г의 니오븀 절편을 유리 비커에서 가열하면서 염산으로 세척한다. 산을 따라버리고 절편을 증류수와 에탄올로 세척한다(1회 작업당 에탄올 소모량 3 см). 세척한 절편을 백금 크로시에 넣고 무플(무플로리아)로에서 점차 온도를 올려 800 °C까지 가열하여 일정 질량이 될 때까지 소성한다. 1 g의 니오븀에서 1,43 g의 오산화니오븀이 얻어져야 한다. 얻어진 오산화물을 잘 혼합한 후 100 mg를 취하여 플렉시글라스 절구에서 100 mg의 완충 혼합물과 함께 갈아준다. 준비된 시료를 교류 아크 10±0,5 A로 5초 동안 예열한 육각형 탄소 전극의 홈에 채운다. 전극을 쌍으로 전극홀더에 장착하고 전극 사이에 교류 아크를 점화한 다음, 3렌즈 슬릿 조명 시스템을 사용하여 스펙트로그라프에서 각 전극 쌍의 스펙트럼을 촬영한다. 스펙트로그라프의 파장 스케일 지수는 약 290 nm 부근이 스펙토그램의 중앙에 오도록 설정한다. 아크 전류는 15±0,5 A로 유지한다. 전극 간 거리는 3 mm, 각 스펙트럼의 노출 시간은 60 s이다. 동일한 작업을 비교 시료에도 수행하며, 그들의 스펙트럼은 같은 사진판에 촬영한다. 각 분석 대상 시료(또는 각 비교 시료)의 스펙트럼은 세 번 촬영한다.

(수정된 판, Изм. N 2).

2.4. 결과 처리

각 얻어진 스펙트로그램에서 포토메트리 측정으로 불순물의 분석선의 흑화도()와 비교원소의 선()(표 2 참조)를 찾아 흑화도의 차이()를 계산한다. 각 시료에 대해 취득한 세 스펙트로그램으로부터 얻은 세 값(, , )의 산술평균값()을 구한다.

표 2

측정 원소의 분석선		비교원소의 분석선
원소	파장, нм	원소	파장, нм
규소(실리콘)	288,16	코발트	288,65
티타늄	307,86	코발트	307,94
철	302,11	코발트	302,64

비교 시료 스펙트럼의 포토메트리 결과에 따라 교정 곡선을 좌표 에 그리며, 여기서 는 비교 시료에서 측정 원소의 질량분율의 로그값이다.

니오븀 시료 내 규소, 티타늄 및 철의 질량분율은 스펙트럼 포토메트리 결과와 교정 곡선을 이용하여 구한다.

세 번의 병행 측정 결과 중 최대값과 최소값의 차이는 표 3에 기재된 절대 허용 편차를 초과해서는 안 된다.

표 3

측정 원소	질량분율, %	절대 허용 편차, %
규소	0,003	0,0015
	0,005	0,0020
	0,01	0,0040
	0,02	0,0060
티타늄	0,001	0,0008
	0,003	0,0015
	0,005	0,0020
	0,01	0,0040
철	0,001	0,0008
	0,003	0,0015
	0,005	0,0020
	0,01	0,0040
	0,03	0,0080

비교 시료의 기질 스펙트럼에 측정 원소의 약한 선이 있는 경우, 교정 곡선을 작성할 때 기질 내 측정 원소의 질량분율에 대한 보정을 적용한다. 단, 이 보정은 해당 값이 본 방법의 검출한계(결정된 한계)를 초과하지 않는 경우에만 허용된다. 비교 시료 조제용 기질의 순도는 스펙트럼법(첨가법)으로 점검한다.

규소, 티타늄, 철의 중간 질량분율에 대한 절대 허용 편차는 선형 보간법으로 계산한다.

(개정판, 변경 N 1, 2).

2.5. 결과의 정확성 확인

분석 대상 시료는 2.4항에 따라 니오븀의 오산화물로 전환한다. 얻어진 니오븀 오산화물 0,5 g에 두 번째 비교시료 0,5 g을 첨가한다(시료에서 최초로 구한 규소 및 철의 질량분율이 0,01%이거나 0,01%보다 작을 경우) 또는 세 번째 비교시료 0,5 g을 첨가한다(시료에서 최초로 구한 티타늄의 질량분율이 0,005%이거나 0,005%보다 작을 경우). 혼합물을 플렉시글라스 절구에서 알코올 층 아래에서 잘 갈아주고, 적외선 램프 아래에서 건조시킨 뒤 분석을 항목 2.3 및 2.4에 따라 수행한다.

분석이 올바른 것으로 간주되려면, 첫 번째 혼합물(분석 시료 + 첨가물)에서 시료에 최초로 구한 질량분율의 절반을 제한 뒤 얻은 평균값이 규소 (0,010±0,003)% 및 철 (0,020±0,004)%이어야 하고, 두 번째 혼합물에서는 티타늄이 0,005±0,002%이어야 한다.

결과가 지정한 한계를 벗어나는 경우, 병행 측정 수를 최대 6회까지 늘려 분석 결과의 정확성을 재검토한다. 얻어진 평균값은 첫 번째 혼합물에 대해 실리콘 (0.010±0.002)% 및 철 (0.020±0.003)%이어야 하며, 두 번째 혼합물에 대해서는 티타늄 (0.0050±0.0015)%이어야 한다. (수정된 문장, 변경 N 1, 2). 2.6. 대조실험 값의 검증 대조실험 값을 검증하기 위하여, 사전에 교류 아크(10±0.5 A, 5초)로 소성한 여섯 개의 흑연 전극 홈에 니오븀 오산화물 또는 완충 혼합물을 넣고 p. 2.3에 따라 스펙트럼을 촬영한다. 얻어진 스펙트로그램에서 실리콘, 티타늄, 철의 분석선 및 비교 원소 코발트 선의 착암도(photometric density)를 측정한다(표 2 참조). 착암도의 차이(Δ)가 0.02 착암도 단위를 초과해서는 안 된다. 3. 실리콘, 티타늄 및 철의 정량 (시료 내 실리콘·티타늄 질량분율 0.01–0.15%, 철 0.01–0.1%) 본 방법은 직류 아크로 스펙트럼을 여기시켰을 때 니오븀 시료 내에서 실리콘, 티타늄, 철의 스펙트럼 선 강도가 해당 원소들의 질량분율에 의존함을 기반으로 한다. 3.1. 기기, 재료 및 시약 - 석영 분광기 ИСП-30(범용 스탠드 포함) 또는 동등한 기기. - 직류 전원장치: 전압 ≥ 260 V, 전류 ≥ 20 A. - 온도 조절기 부착 무펠로(무퓨레)로, 온도 800–850 °C. - 마이크로포토미터 МФ-2 또는 동등 기기. - 백금 컵(플레이트). - 분석 저울. - 비틀림 저울(토션 저울) тип ВТ-500 또는 동등형. - 흑연 전극 연마용 장치. - 흑연 전극(브랜드 ОСЧ-7−4) 직경 6 mm, 선단 연마하여 직경 4 mm(연마 길이 10 mm), 연마부에 직경 2.4 mm, 깊이 1.5 mm의 홈(하부 전극). - 흑연 전극(브랜드 ОСЧ-7−4) 직경 6 mm, 연마하여 직경 4 mm로 10 mm 길이(상부 전극). - 흑연 분말 ОСЧ-7−4. - 니오븀 절구 및 플렉시글라스(아크릴) 절구. - 스펙트럼용 사진판(9×12 cm) 유형 I 또는 동등품, 분석선의 정상적 착암도를 확보할 수 있는 것. - 스펙트럼용 고순도 니오븀 오산화물. - 철 산화물(ТУ 6-09-5346-87), 순도 분석용(ч.д.а.). - 이산화티타늄. - 이산화규소(실리카) (ГОСТ 9428–73), 순도 분석용(ч.д.а.). - 니켈 산화물(закись никеля, ГОСТ 17607–72), 실리콘·티타늄·철 불순물의 부재를 p. 3.6에 따라 확인한 것. - 염산(ГОСТ 3118–77), 1:1로 희석한 것. - 정제 에틸 알코올(공업용, ГОСТ 18300–87). - 시료 및 대비표준 시료 준비용 유기유리 박스. - 현상액(ГOCT 10691.1–84). - 정착액: 티오황산나트륨(300 g)과 염화암모늄(20 g)을 각각 700 cm³ 및 200 cm³의 물에 용해한 뒤 합하여 총부피를 물로 1 dm³로 맞춘 것. (수정된 문장, 변경 N 1, 2). 3.2. 분석 준비 3.2.1. 기준 비교 원료 기본 표준(ООС) 제조(니오븀·실리콘·티타늄·철 금속 혼합물 계산 시 각 2% 함유) 니오븀 오산화물 1.3447 g, 이산화규소 0.0428 g, 이산화티타늄 0.0334 g, 철 산화물 0.0286 g을 에탄올층 하에서 니오븀 절구에서 1.5–2시간 동안 마쇄한다(작업당 에탄올 소비 30 cm³). 마쇄한 혼합물을 적외선 램프 아래에서 항시질량이 될 때까지 건조한다. 3.2.2. 비교 표준 시료의 제조 기본 표준(ООС, p.3.2.1)을 연속 희석하여 비교 표준 시료들을 만들고, 각 다음 시료는 니오븀 오산화물로 희석한다. 비교 표준 시료들에서 각 불순물의 질량분율(백분율, 금속 함량 기준) 및 니오븀 오산화물과 희석되는 표본의 투입 질량은 표 4에 나와 있다. 표 4 - 표준 작업 시료 명칭 — 각 불순물의 질량분율, % — 투입 질량(니오븙 오산화물, g) — 희석되는 시료의 질량, g - ОС1 — 0.20% — 니오븀 오산화물 1.7976 g — 0.2024 g (ООС) - ОС2 — 0.10% — 니오븀 오산화물 1.0000 g — 1.0000 g (ОС1) - ОС3 — 0.05% — 니오븀 오산화물 1.0000 g — 1.0000 g (ОС2) - ОС4 — 0.02% — 니오븀 오산화물 1.5000 g — 0.5000 g (ОС3) - ОС5 — 0.01% — 니오븀 오산화물 1.0000 g — 1.0000 g (ОС4) 혼합물은 에탄올층 하에서 절구로 1.5–2시간 마쇄(작업당 에탄올 30 cm³ 사용)한 후 적외선 램프 아래에서 건조한다. 비교 표준 시료는 폴리에틸렌 뚜껑이 있는 폴리에틸렌 용기에 보관한다. 3.2.3. 완충 혼합물 제조(흑연 분말 50% + 니켈 산화물 50%) 흑연 분말 5 g과 니켈 산화물 5 g을 에탄올층 하에서 절구로 1시간 동안 혼합(작업당 에탄올 30 cm³ 사용)한 후 적외선 램프 아래에서 건조한다. (3.2.1–3.2.3는 수정된 문장, 변경 N 2). 3.3. 분석 실시 니오븀 칩 0.5 g을 유리 비커에서 히팅하여 염산으로 세정한다. 산을 버리고 칩을 증류수와 에탄올로 세척(작업당 에탄올 3 cm³ 사용)한다. 세척한 칩을 백금 컵에 넣고 무펠로에서 항시질량이 될 때까지 서서히 온도를 800 °C까지 올려 소성한다. 1 g의 니오븀으로부터 1.430 g의 니오븀 오산화물이 얻어져야 한다. 얻어진 오산화물을 잘 혼합한 후 100 mg을 취해 100 mg의 완충 혼합물과 절구에서 마쇄한다. 준비된 혼합물을 하부 전극 세 개의 홈에 채우는데, 전극은 사전에 직류 아크(10±0.5 A)로 소성되어 있어야 한다. 전극(시료가 들어간 상·하 전극)을 전극 홀더에 장착한다. 전극 사이에 직류 아크를 점화하고, 3쌍 전극의 스펙트럼을 분광기에서 삼중 렌즈 조명 시스템을 이용해 촬영한다. 아크 전류는 14±0.5 A로 유지한다. 전극 간 거리 3 mm, 노출 시간 60초. 동일한 작업을 비교 표준 시료에 대해서도 수행하며, 이들의 스펙트럼은 동일한 사진판에 촬영한다. (수정된 문장, 변경 N 2). 3.4. 결과 처리 각 획득된 스펙트로그램에서 불순물의 분석선의 착암도(ΔS_аналит)와 비교 원소의 선 착암도(ΔS_сравн)(표 5 참조)를 광도측정으로 구하고, 착암도 차이(Δ)를 계산한다. 각 시료에 대해 얻은 세 개의 스펙트로그램에서 나온 세 값의 평균(평균 Δ)을 산출한다. 표 5 - 분석 대상 원소의 분석선 — 파장, nm — 비교 원소의 분석선 — 파장, nm - 실리콘 — 251.61 nm — 니켈 — 254.00 nm - 티타늄 — 259.83 nm — 니켈 — 254.00 nm - 철 — 307.86 nm — 니켈 — 259.84 nm 비교 표준 시료들의 스펙트럼 광도측정 결과에 따라 좌표(Δ, log w)에서 검량곡선을 작성한다. 여기서 log w는 비교 시료 내 측정 원소의 질량분율의 로그이다. 니오븀 시료 내 실리콘·티타늄·철의 질량분율은 분석 시료의 스펙트럼 광도값을 검량곡선을 이용해 구한다. 세 번의 병행 측정 결과 중 최대값과 최소값의 차이는 표 6에 기재된 절대 허용편차를 초과해서는 안 된다. 표 6 - 결정 원소 — 질량분율, % — 절대 허용 편차, % - 실리콘 — 0.01 — 0.004 - 실리콘 — 0.05 — 0.010 - 실리콘 — 0.10 — 0.030 - 티타늄 — 0.01 — 0.004 - 티타늄 — 0.05 — 0.010 - 티타늄 — 0.15 — 0.035 - 철 — 0.01 — 0.004 - 철 — 0.05 — 0.010 - 철 — 0.10 — 0.030 비교 표본의 기질(기초) 스펙트럼에 측정 원소의 약한 선이 존재하는 경우, 검량곡선을 작성할 때 기질 내 측정 원소의 질량분율에 대한 보정을 넣는다. 보정은 그 값이 본 방법의 검출한계(허용치)를 초과하지 않을 때에만 허용된다. 비교 표준 제조용 기질의 순도는 스펙트럼법(첨가법)으로 확인한다. 실리콘·티타늄·철의 중간 질량분율에 대한 절대 허용편차는 선형 보간법으로 계산한다. (수정된 문장, 변경 N 1, 2). 3.5. 질량분율 0.01–0.05% 범위의 분석된 시료는 p.3.3에 따라 오산화물로 전환한다. 얻어진 오산화물 시료 0.5 g에 두 번째 비교 표준 시료 0.5 g을 더한다. 혼합물을 플렉시글라스 절구에서 에탄올층 하에 잘 마쇄(작업당 에탄올 3 cm³)한 후 적외선 램프 아래에서 반건조시키고 p.3.3, 3.4에 따라 분석한다. 분석의 정당성은, 첨가된 시료의 결과에서 원래 얻은 질량분율의 3/4을 차감한 값이 (0.050±0.007)% 실리콘, 티타늄, 철로 나오면 인정된다. 결과가 이 범위를 벗어나면 병행 측정 수를 최대 6회까지 늘려 분석 결과의 정확성을 재검토한다. 얻어진 평균 질량분율 값은 실리콘·티타늄·철 각각 (0.050±0.005)%이어야 한다. (수정된 문장, 변경 N 2). 3.6. (삭제됨, 변경 N 2).