GOST 18904.6-89

ГОСТ 18904.6−89 탄탈럼 및 그 산화물. 알루미늄, 바나듐, 철, 칼슘, 규소, 마그네슘, 망간, 구리, 니켈, 나이오븀, 주석, 티타늄, 크롬 및 지르코늄의 분광법

ГОСТ 18904.6−89

그룹 В59

소비에트 연방 국가 표준

탄탈럼 및 그 산화물

알루미늄, 바나듐, 철, 칼슘,
규소, 마그네슘, 망간, 구리, 니켈, 나이오븀, 주석, 티타늄, 크롬 및 지르코늄의 분광법

탄탈럼과 그 산화물. 알루미늄, 바나듐, 철, 칼슘, 규소, 마그네슘, 망간, 구리, 니켈, 나이오븀, 주석, 티타늄, 크롬 및 지르코늄의 측정에 대한 분광법

ОКСТУ 1709

유효기간: 01.01.90
까지 01.01.95*
_________________________________
* 유효기간 제한은 국가간 표준화·계량·인증 협의회 의사록 N 4−93에 따라 폐지됨
(ИУС N 4, 1994년). — 데이터베이스 제작자 주.

정보 자료

1. 소련 비철금속공업성에서 개발·제출

작성자

Л.Н.Филимонов, В. М. Владимирова, Н. А. Аракельян, Б. М. Добкина, Р. Ф. Макарова, А.С.Терехова

2. 1989년 3월 20일자 소련 국가표준위원회 결정 N 563에 의해 승인·시행

3. 대체 대상: ГОСТ 18904.6−73

4. 참고 규범·기술 문서

본 표준은 탄탈럼(사전적으로 산화물로 전환된 경우) 및 그 산화물 중에 포함된 알루미늄, 바나듐, 철, 칼슘, 규소, 마그네슘, 망간, 구리, 니켈, 나이오븀, 주석, 티타늄, 크롬 및 지르코늄 불순물의 분광법에 의한 측정을 규정한다.

이 방법은 분석 시료와 비교 시료의 아크 방출 스펙트럼을 여기시켜(사진 또는 광전식으로) 기록하는 데에 기반한다.

측정되는 불순물의 질량분율 구간:

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 및 안전 요구사항 — ГОСТ 18904에 따름

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕРИАЛЫ

회절형 분광기 ДФС-13, 격자 600 штр/мм 또는 동등 기기.

광전 장치 ДФС-36 또는 ДФС-44.

전자계산기 «Искра-1256» 또는 «Д-3−28» 또는 동등형.

발전기 УГЭ-4 또는 정류기 250−300 V, 20−30 A.

마이크로포토미터(형식 МФ-2) 또는 동등 기기.

스펙트로프로젝터 ПС-18 또는 동등 기기.

분석 저울.

토션 저울.

기술용 저울.

진동장치 MEAS PRAHA TYP T22, 220 V, 50 Hz, 20 W, 체코슬로바키아(ЧССР)산 또는 시료의 혼합 및 연마(절구질)를 위한 기타 장치.

탄탈 및 유기유리(아크릴)제 막자사발과 절구용 절구공이(절구·절구막자사발).

무펠 전기로.

건조 오븐.

전기 히터(전기 플레이트).

흑연 전극 연마기.

분광용 흑연봉 ОСЧ-7−3 또는 С-3, 직경 6 mm.

분광용 흑연으로 가공한 전극:

“컵(리윰카)형”: 분화구(크레이터) 직경 — 4 mm, 분화구 깊이 — 3 mm, 외벽 높이 — 5 mm, 다리 높이 — 3 mm, 다리 직경 2.5 mm; 잘린 원뿔형으로 연마되어 기판 직경 2 mm의 평면을 가짐.

눈금 플라스크 용량 100 см, 500 см.

석영 컵(도가니).

백금 컵 및 도가니.

글라스카본(유리탄소) 도가니.

비닐플라스틱 비커 용량 2000 см.

유기유리(아크릴) 깔때기.

유기유리제 분젠 플라스크.

의료용 핀셋 (ГОСТ 21241 규격).

퍼클로로비닐 직물.

금속 알루미늄 (ГОСТ 13276 규격).

암모니아수 (ГОСТ 3760) 또는 정제수에 암모니아 기체를 포화시켜 만든 것(폴리에틸렌 용기).

불화암모늄 (ГОСТ 4518), 농도 100 g/дм 용액.

탄산바륨 (ГОСТ 4158).

바나듐(V) 산화물.

철(III) 산화물.

분말 흑연, 분석급(ГОСТ 23463) 또는 ОСЧ-7−3 또는 С-3 흑연에서 추출한 탄소분말로서 염산으로 정제하고 불산 처리한 뒤 무펠로에서 400 °C로 1−2시간 건조한 것. 건조는 백금 컵 또는 글라스카본 도가니에서 실시.

중크롬산칼륨 (ГОСТ 4220).

질산칼슘 4수화물 (ГОСТ 4142).

질산(분석급, ГОСТ 11125) 및 1:1로 희석한 것 또는 (ГОСТ 4461) 규격의 것, 석영 장치에서 두 번 증류한 것.

황산(분석급, ГОСТ 14262), 1:1로 희석한 것.

염산(분석급, ГОСТ 14261), 2:1로 희석한 것 또는 (ГОСТ 3118) 규격의 것을 석영 장치에서 증류한 것.

불화수소산(분석급).

이산화규소 (ГОСТ 9428).

질산마그네슘 (ГОСТ 11088).

산화마그네슘 (ГОСТ 4526).

망가니즈(II) 염화물 4수화물 (ГОСТ 612).

질산구리.

전해 구리(금속) 등급 M-0, M-1.

염화나트륨 (ГОСТ 4233).

황산니켈 7수화물 (ГОСТ 4465).

니오븀(V) 산화물.

주석(IV) 산화물 (ГОСТ 22516).

정제 에틸 알코올(정류주정) (ГОСТ 5962)* 또는 산업용 정제 에틸 알코올 (ГОСТ 18300).
_______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ R 51652−2000이 적용됨. — 데이터베이스 작성자 주.

안티모니(III) 산화물.

고순도 분말 탄탈륨 또는 탄탈(V) 산화물, 대상 불순물에 대해 순수한 것.

티타늄(IV) 산화물.

정제된 트리부틸포스페이트.

지르코늄(IV) 산화물.

분광용 사진건판 타입 I, 타입 II, ЭС 또는 동등한 것으로, 측광되는 선과 스펙트럼 배경의 정상적 흑화를 보장하는 것.

대비 현상액.

산성 픽서(정착액).

질량농도 10 мг/см 표준 용액들:

금속 알루미늄 시료 5 g을 2:1로 희석한 염산 80 см³에 용해시키고 500 см³ 용량 메스 플라스크로 옮겨 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다. 질산칼슘 시료 5,8902 g을 물에 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다. 질산마그네슘 시료 6,0987 g을 물에 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다; 또는 산화마그네슘 시료 1,6583 g을 1:1로 희석한 염산 40 см³에 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다. 염화망간 시료 3,603 g을 물에 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다. 질산구리 시료 3,8022 g을 물에 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다; 또는 전해동 1 g을 석영 도가니에 넣고 1:1로 희석한 질산 25 см³에서 가열하며 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다. 황산니켈 시료 4,785 g을 1 cm³의 황산을 포함한 물에 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다. 시료 질량 값은 황산니켈의 주성분을 결정한 후에 정확히 한다. 두 번 재결정한 중크롬산칼륨 시료 2,828 g을 물에 용해시켜 100 см³ 용량 메스 플라스크로 옮기고 눈금선까지 물로 채운 뒤 잘 혼합한다. 3. 분석 준비 3.1. 완충 혼합물 준비 흑연 분말 20 g, 염화나트륨 2,5 g, 삼산화안티몬 0,05 g 및 탄산바륨 1,0 g을 절구에서 1시간 동안 또는 진동 장비에서 40–50분 동안 혼합한다. 3.2. 비교 표준(ОС) 준비 비교 표준(ОС)은 측정 대상 불순물이 제거된 탄탈 산화물을 기본으로 준비한다, 즉... 이들 불순물은 본 규격의 4절 및 5절에 제시된 분석에서 검출되지 않았다. 본 절 3.2.1에 따라 고순도 탄탈럼 분말로부터 기초물질을 제조하는 것이 허용된다. 3.2.1 기초물질의 제조 탄탈럼 분말 500 g을 비니플라스트(비닐플라스틱) 컵에 취하고, 묽은 죽이 생기도록 물로 적신 다음, 부분적으로(격렬한 반응이 멈춘 후) 1100 cm³의 플루오르화수소산을 첨가한다. 이후 질소산의 산화질소 발생이 멈출 때까지 한 방울씩 질산을 더한다. 냉각 후 용액을 퍼클로로비닐(퍼클로로비닐) 천을 이용하여 아크릴(유기유리) 분기구(분별깔때기)를 통해 분기한 붕센 플라스크로 여과한다. 여과액에 물을 가하여 용액 중 탄탈룸 농도가 100 g/dm³가 되도록 희석한다. 탄탈룸은 트리뷰틸포스페이트로 유기상/수상 비율을 각각 0.5:1.0, 0.3:1.0, 0.2:1.0의 세 단계로 추출한다. 수상은 폐기하고 유기상을 합쳐 상비 1.0:0.2로 황산(1:1)으로 세척한다. 유기상에서 탄탈룸을 암모늄 플루오라이드 용액으로 유수환원(재추출)하는 것을 세 단계(유기상:수상 = 1:0.4; 1:0.2; 1:0.1)로 수행한다. 수상에서 탄탈룸을 암모니아로 pH 7–8에서 침전시킨다. 생성된 침전물을 유기유리 깔때기 위의 “블루 리본” 필터로 진공 여과한다. 얻어진 탄탈룸 수산화물은 유기유리 컵에 물을 다섯 배 부어 씻고 다시 여과한다. 물로 세척을 세 번 반복한 다음 깔때기에서 알코올로 세척하고 플래티넘 도가니에 옮긴다. 140–150 °C에서 건조 오븐에 5–6시간 건조한 후 무펠로 가마에서 800–900 °C로 24시간 소성한다. 얻어진 기초물질은 4절, 5절에 따라 분석한다. 3.2.2 비교용 표준시료의 제조 주비교표본(ГОС)은 기초물질과 표준용액 및 미리 소성한 결정성 산화물들을 혼합하여 제조한다. 플래티넘 도가니에 기초물질 20 g을 넣고, 농도 10 mg/cm³의 각 표준용액을 각기 18 cm³씩 순차적으로 첨가한다. 각 용액을 넣을 때마다 핫플레이트에서 부분 건조한다. 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 망간, 구리, 니켈 및 크롬의 표준용액 투입이 끝난 후에는 부분 건조된 혼합물을 750 °C의 무펠로 가마에서 1시간 동안 소성한다. 탄탈 절구에 바나듐 산화물(V) 0.3213 g, 규소 산화물(IV) 0.3851 g, 철 산화물(III) 0.2573 g, 나이오븀 산화물(V) 25.7510 g, 주석 산화물(IV) 0.2285 g, 티타늄 산화물(IV) 0.3002 g 및 지르코늄 산화물(V) 0.2431 g을 넣고 혼합한 다음, 플래티넘 도가니의 내용을 넣고 탄탈 절구공이로 3–3.5시간 동안 잘 갈아 준다. 그 다음 기초물질 28.4267 g을 넣고 3시간 동안 또는 진동분산장치에서 40–50분 동안 충분히 혼합한다. 절구에서의 혼합은 혼합물을 페이스트 상태로 유지하기 위해 알코올을 소량 첨가한 뒤 건조하는 방법으로 수행해도 된다. 얻어진 ГОС는 밀폐된 유리병에 보관한다. 나머지 비교표본(ОС)은 ГОС를 순차적으로 희석하여 기초물질로 제조한다. 탄탈럼과 불순물의 합에 대한 불순물의 질량분율(백분율) 및 혼합에 도입되는 기초물질 및 희석되는 표본의 취급량은 표 1에 기재되어 있다. 표 1 (표 제목 및 열) - 시료 표기 - 질량분율, % - 알루미늄, 바나듐, 철, 칼슘, 규소(실리콘), 마그네슘, 망간, 구리, 니켈, 주석, 티타늄, 크롬, 지르코늄 - 나이오븀 - 시료 질량, g - 기초물질 - 희석되는 시료(시료 표기) (행) - ГОС - 기타 원소: 3·10^-3 % (표기된 값) - 나이오븀: 30.0 % - (기초물질, 희석되는 시료 해당란 없음) - ОС-1 - 기타 원소: 3·10^-4 % (표기된 값) - 나이오븀: 3.0 % - 기초물질: 8.4830 g - 희석되는 시료: 1.0000 (ГОС) - ОС-2 - (이어지는 표는 원문에 따라 계속) (참고: 표의 일부 숫자 표기(예: 3·10^…)는 원문에 이미지로 삽입된 상·지수 표기로 되어 있어, 정확한 지수 표기를 확인하여 사용하시기 바랍니다.)

1·10

3·10

3·10

1·10

1·10

3·10

3·10

1·10

1·10

3·10

3·10

각 비교표준(ОС) 시료는 유기유리 절구에서 완충 혼합물과 질량비 3:1로 2−3시간 동안 또는 진동 장치에서 1.5−2시간 동안 혼합한다. 준비된 비교표준은 밀폐된 유리병에 보관한다.

표준에 기재된 질량분율 값을 유지하는 경우에는 혼합 물질의 다른 양을 사용하여 비교표준을 제조하는 것을 허용한다.

4. 분석의 수행

4.1. 분석을 위한 시료 준비

금속 시료를 산화물로 전환한다: 먼저 알코올(0.5 см)로 닦은 백금 도가니(0.5 см)를 준비하고 그 안에 0.9−1,0 g의 시료를 넣어 먼저 가열된 무펠로 가열로 가장자리에서 산화시키고, 그 다음 700−800 °С에서 소성한다. 산화의 완전성은 색으로 확인한다: 완전히 산화된 시료는 흰색 또는 연한 황색을 띤다. 얻어진 산화물을 탄탈 절구로 옮겨 5분간 갈아준다.

분석할 산화물은 완충 혼합물과 질량비 3:1로 절구 또는 진동 장치에서 (10−15분) 혼합한다.

시료를 취할 때 작은 국자, 주걱 및 기타 도구는 알코올(시료 당 0.5 см)로 닦는다.

절구, 공이 또는 진동 장치 부품을 혼합한 후에는 물로 세척한 다음 알코올(시료 당 2 см)로 닦는다.

4.2. 스펙트럼의 여기(발광)

분석할 시료와 비교표준(ОС)을 완충 혼합물과 혼합한 것을 탄소 전극의 ‘잔’형 크레이터에 꽉(무게를 달지 않고) 채워 넣는다. 이 전극은 직류 아크 회로에서 하부 전극-양극으로 포함된다. 음극은 절단된 원뿔형으로 연마된 상부 전극이다. 아크 전류는 20 A, 노출 시간은 30 s, 전극 간격은 2.5 mm로 한다.

나이오븀의 소량 함량(3·10 — 3·10%): 전류는 22−24 A, 소성 시간은 10 s, 노출 시간은 40 s이고, 나머지 조건은 다른 불순물 측정 시와 동일하다.

4.3. 스펙트럼의 기록

4.3.1. 사진 기록 시 스펙트로그라프 ДФС-13의 슬릿 폭은 13−15 мкм이며, 조명계는 3렌즈형이다. 각 시료와 각 비교표준(ОС)마다 3개의 스펙트럼을 각각 사진판에 촬영한다. 촬영은 두 번 반복한다. 촬영 영역: 245−350 nm 및 360−450 nm(칼슘 측정 시). 완충 혼합물과 준비된(혼합된) 각 포션을 두 장의 사진판에 각각 세 번씩 촬영한다.

스펙트럼 촬영 후 사진판은 현상, 세척, 정착, 흐르는 물로 헹구기 및 건조 과정을 거친다.

4.3.2. 광전 기록 시 사진전기 장치 ДФС-36(ДФС-44) 입력 슬릿 폭은 0,15−0,20 мкм이며 조명계는 2렌즈형이다. 산화물(또는 산화시킨 금속 시료) 한 시료에서 준비된(완충 혼합물과 혼합된) 포션에 대해 두 개의 스펙트럼을 기록한다.

5. 결과 처리

5.1. 사진판은 마이크로포토미터로 광도 측정한다. 각 스펙트로그램에서 분석선과 비교선의 감광도를 측정하고 감광도 차이()를 계산하고, 동일한 시료로부터 얻은 3개의 스펙트로그램에 대한 평균값 를 구한다. 분석선과 비교선의 파장은 표 2에 제시되어 있다.

표 2

* 광전 기록 시 사용되는 선.

5.2. 광전 장치의 출력에서 (디지털 볼트미터 패널 또는 숫자 인쇄 장치 테이프) 분석선과 비교선의 상대적인 세기 로그에 비례하는 표시()를 얻는다.

5.3. 측정하는 각 불순물에 대해 보정곡선을 작성한다: 가로축에는 를 표시하는데, 여기서 는 비교표준(ОС) 내에서의 측정 불순물의 질량분율(백분율)이다; 세로축에는 대응하는 비교표준(ОС)의 평균 분석 신호값( 또는 )를 표시한다. 이 보정곡선과 시료 스펙트럼에서 얻은 평균 분석 신호값을 사용하여 분석 대상 시료의 불순물 질량분율을 구한다.

5.3.1. 사진기록의 경우, 병렬 측정의 결과 중 하나의 결과로서 두 장의 사진판에서 얻은 결과의 평균을 취한다. 각 사진판은 3개의 스펙트로그램의 평균이다.

5.3.2. 광전 기록의 경우, 병렬 측정 중 하나의 결과로서 두 스펙트럼의 분석 신호 측정값의 평균을 취한다.

5.4. 분석 신호 처리는 정해진 절차에 따라 승인된 프로그램을 사용하여 ЭВМ «Искра-1256», Д-3−28 또는 유사 타입 컴퓨터로 수행할 수 있다.

5.5. 두 병렬 측정 결과의 절대적 차이(수렴성 지표)와 두 검사 결과의 절대적 차이(재현성 지표)는 서로 수치적으로 같으며, 신뢰도 0,95에서 표 3에 제시된 허용 편차값을 초과해서는 안 된다.

표 3

중간 값의 질량분율에 대한 허용 편차는 선형 보간법으로 계산한다.

5.6. 제시된 표준과 동등하거나 그보다 나은 계측학적 특성을 가진 다른 분석 방법의 적용을 허용한다.