ГОСТ 20068.3-79

ГОСТ 20068.3−79 무주석 청동. 산화 표준시료에 의한 분광분석 방법 및 스펙트럼의 사진 기록(개정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 20068.3−79

그룹 B59

국가표준

무주석 청동

산화 표준시료에 의한 분광분석 방법
스펙트럼의 사진 기록 포함

무주석 청동. 산화 표준시료에 의한 분광분석 방법과 스펙트럼의 사진 기록

ОКСТУ 1709

시행일 1980−07−01

정보 사항

1. 작성 및 제출: 소련 비철금속공업부

2. 승인 및 시행: 소련 국가표준위원회 결의 1979.10.29 № 4102

3. 대체: ГОСТ 20068.3−74

4. 참조되는 규범·기술 문서

5. 유효기간 제한은 국가 간 표준화·계량·인증위원회의 의사록 № 7−95에 의해 해제되었음 (ИУС 11−95)

6. 개정 N 1, 2(1984년 6월, 1989년 11월 승인)를 포함한 판(ИУС 9−82, 2−90)


본 표준은 ГОСТ 18175에 따른 БрА5, БрА7, БрАМц9−2, БрАМц10−2, БрАЖ9−4, БрАЖМц10−3-1,5, БрАЖН10−4-4, БрАЖНМц9−4-4−1, БрКМц3−1, БрБ2, БрБНТ1,7, БрБНТ1,9 및 БрКН1,3 등의 무주석 청동에 적용되며, 산화 시료를 이용한 분광분석 방법(스펙트럼의 사진 기록 포함)을 규정한다.

이 방법은 분석 시료 및 표준시료(СО)로서 질산에 의한 금속의 용해 및 이어지는 염의 열분해로 얻은 청동의 산화 분말을 사용하는 데 기반한다. 분말 청동을 정제하여 정제정(정제된 정제물) 또는 그래파이트 받침 위의 СО를 고형화(프레스하여 정제정)한 것을 직류 아크에 투입한다. 스펙트럼의 기록은 분광기를 사용하여 수행한다. 이 방법으로 어떤 형태의 시료라도 분석할 수 있다.

이 방법은 무주석 청동에서 철(Fe), 니켈(Ni), 망간(Mn), 아연(Zn), 주석(Sn), 납(Pb), 비소(As), 알루미늄(Al), 안티몬(Sb), 규소(Si) 및 티타늄(Ti)을 표 1에 기재된 질량분율 범위 내에서 결정할 수 있게 한다.

표 1

분석 결과의 일치성 및 재현성은 표 2에 제시된 허용편차 값으로 특징지어지며, 신뢰도 P ≥ 0,95임.

표 2

주:

1. 규정된 허용 편차 기준을 검증할 때, 동일 시료에서 병행 측정한 두 결과의 편차를 에 대해 검토할 경우, 해당 불순물에 대한 병행 측정의 첫 번째 결과()와 두 번째()의 산술평균값으로 한다.

2. 규정된 허용 편차 기준을 검증할 때, 두 개의 비교 가능한 분석 결과를 에 대해 검토할 경우, 비교되는 두 결과의 산술평균값을 사용한다.


산화 표준시료에 의한 분광분석법은 중재(법정) 방법이다.

(개정판, 개정 N 2).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 25086에 따른다.

1.2. 시료 분석 결과의 재현성에 대한 체계적 검사는 ГОСТ 18242에 따른다.

(추가 도입, 개정 N 2).

2. 장비, 시약 및 용액

중간 또는 고분산을 갖는 석영(쿼츠) 분광기 또는 회절 분광기. 광전(포토일렉트릭)으로 스펙트럼을 기록하는 분광 장비는 표 2에 명시된 분석 결과의 수렴성을 확보할 수 있는 경우 사용을 허용한다.

직류 아크 전원 공급 장치(전압 200−400 V, 전류 최대 10 A 제공).

임의 계열(ПС-39, ДГ, ИГ)의 제너레이터로부터 직류 아크의 고주파 점화를 위한 장치.

스펙트럼선의 광학 밀도를 측정하기 위한 마이크로포토미터.

분말 프레스 세트

도면 1

오일 프레스, 유압 프레스 또는 그 밖의 프레스(압력 1.5−2 t를 제공할 수 있는 것).

합금강(예: ХВГ)으로 된 프레스 금형, 펀치 직경 4−6 mm, 높이 50−80 mm(도면 1 참조). 펀치와 매트릭스 내부 표면은 경화 및 시멘타이트 처리한 후 정밀 연마하여 표면을 마감한다.

열전대를 갖춘 어떠한 종류의 머플로 가열로로서 최대 800 °C까지 가열 및 유지할 수 있는 것.

시료의 용해 및 증발용으로 백금, 도자기 또는 쿼츠 증발 접시(용해에는 내열유리 플라스크나 비이커 사용 가능).

전극 직경에 맞는 구형 홈(깊이 (2±0.2) mm)이 있는 직경 8−10 mm의 흑연 전극 받침대(도면 2 참조).

스펙트로그램 촬영 시 시료 전극의 배치

а — 노출 전 전극 및 브리켓의 배치와 치수;
б — 애노드(양극) 모드 촬영; в — 캐소드(음극) 모드 촬영. 1 — 흑연 받침; 2 — 브리켓; 3 — 용융물; 4 — 보조 전극

도면 2

스펙트럼용 탄소 전극(марки С-3) 직경 (6±0.2) mm.

ГОСТ 8.315에 따라 제작된 표준 시료.

건조기(건조 캐비닛).

전기 가열기(히터).

탄극 및 전극 받침 연삭용 형상 절삭 공구 세트를 갖춘 기계.

감도 0.5−5 단위인 분광 플레이트(type 1 또는 2), 감도 10−60 단위의 "Микро" 플레이트 및 УФШ 타입 플레이트.

분석용 천칭(200 g) 및 AДВ-200형 분동 세트.

아가트(혹은 유기유리) 절구.

브리켓 보관용 용기(뷰크스).

브리켓을 잡기 위한 핀셋.

연마된 전극의 먼지 방지를 위한 유리 또는 플라스틱 캡.

MVM 63형 자석.

스톱워치 또는 타이머 릴레이.

질산(ГОСТ 4461) — 1:1 또는 1:3로 희석한 것.

정제 에틸 알코올(기술용, ГОСТ 18300).

메톨-파라-메틸아미노페놀설페이트(메톨파라메틸아미노페놀황산염) — ГОСТ 25664.

하이드로퀴논(파라디옥시벤젠) — ГОСТ 19627.

아황산나트륨(натрий сернистокислый) — ГОСТ 195.

무수 탄산나트륨(натрий углекислый безводный) — ГОСТ 83.

브롬화칼륨(калий бромистый) — ГОСТ 4160.

결정성 티오황산나트륨(натрий серноватистокислый кристаллический, 티오설페이트) — ГОСТ 244.

아세트산(уксусная кислота) — ГОСТ 61.

증류수 — ГОСТ 6709.

타입 1, 2 및 "Микро" 분광 플레이트용 현상액은 사용 전에 용액 1과 용액 2를 같은 부피로 혼합하여 준비한다.

용액 1: 다음과 같이 준비한다 — 메톨 2.5 g, 하이드로퀴논 12 g 및 황산나트륨(натрия сернокислого) 100 g을 500−700 cm³의 물에 용해시킨 다음 물로 1 dm³까지 정용한다.

용액 2: 다음과 같이 준비한다 — 탄산나트륨 100 g 및 브롬화칼륨 7 g을 500−700 cm³의 물에 용해시킨 다음 물로 1 dm³까지 정용한다.

다른 대비 현상액의 사용을 허용한다.

УФШ 타입 분광 플레이트용 현상액: 다음과 같이 준비한다 — 메톨 2.2 g, 하이드로퀴논 8.8 g, 아황산나트륨 96 g, 탄산나트륨 48 g 및 브롬화칼륨 5 g을 500−700 cm³의 물에 용해시킨 다음 물로 1 dm³까지 정용한다.

고정액(픽서): 다음과 같이 준비한다 — 티오황산나트륨 300 g, 아황산나트륨 25 g 및 아세트산 8 cm³를 1 dm³의 증류수에 용해한다. 다른 고정액의 사용을 허용한다.

다른 장비, 기기, 재료 및 시약의 사용은 본 표준에서 규정한 계량학적 특성 이상을 확보하는 조건에서 허용된다. 측정수단은 ГОСТ 8.326*에 따라 인증되어야 한다.
__________________
* 러시아 연방에서는 PR 50.2.009−94가 적용된다.

(개정판, 개정 N 1, 2).

3. 분석 준비

3.1. 시료는 탈자(자기 제거)하고 표면 오염물을 질산(희석비 1:3)에 5–10초간 식각하여 제거한 다음 물, 에틸알코올로 세척하고 105 °C에서 건조한다. 평균 시료 무게가 최소 3 g인 시료를 증발 접시에 넣고 금속 1 g당 10–15 см의 질산(1:1)을 가하고 온화한 가열하에서 용해시킨다. 얻어진 용액을 완전히 증발시켜 건조시키고, 건조염이 든 접시는 머플로 가마에 넣어 (700±20) °C에서 15–20분 동안 소성(가열)하여 질소산화물의 발생이 멈출 때까지 처리한 후 생성된 산화물을 절구에서 분쇄한다.

3.2. СО는 선반에서 오염된 표면층을 먼저 제거한 후 칩(절삭편)으로 만든다. С.О.의 분석 준비는 항목 3.1에 준하여 실시한다.

3.3. 얻어진 분말에서 각각 (0,30±0,01) g의 무게로 세 개의 시료를 취해 강철 프레스 몰드에서 브리켓(정제정형)으로 성형한다. 촬영용으로 준비한 정제(타블렛)는 보관함에 보관한다.

4. 분석 수행

4.1. 타블렛을 하부 전극 홀더에 고정된 흑연 전극 끝단의 홈에 놓는다. 두 번째 전극으로는 흑연(탄소) 또는 구리 막대를 사용하며, 상부 전극 홀더에 고정할 때 그 하단 가장자리에서 타블렛 상부까지의 거리가 (3,0±0,1) mm가 되도록 한다.

전극의 형상과 크기 및 노출 중의 배치는 도.2에 제시되어 있다.

광원은 직류 아크이며 전류 세기는 6−3 A이다. 흑연 받침 위의 타블렛은 아크의 양극(anode)으로 접속한다. 각 타블렛은 오직 하나의 스펙트로그램을 얻는 데만 사용해야 한다. 전류를 인가하면 브리켓이 융해되기 전에는 아크가 받침 전극과 받침 사이에서 점화되며, 브리켓의 일부가 용융된 후에야 아크의 양극점이 생성된 산화물의 용융물로 옮겨진다. 이 전이를 가속하기 위해 아크를 몇 초간 점화한 후 전류를 껐다가 용융물이 아직 식기 전에 다시 전류를 인가하는 것을 반복한다. 노출의 시작은 아크의 양극점이 브리켓으로 전이된 후로 본다. 노출 시간은 30–40초이다. 전체 노출 시간 동안 중간 렌즈의 스크린에 확대된 아크 영상을 보거나 특수 단초점 투영 렌즈를 이용하여 최초에 설정한 아크 간격을 보정해야 한다.

스펙트로그램 촬영 조건:

스펙트로그래프 슬릿 폭 — 0,010–0,015 мм.

삼렌즈 콘덴서로 스펙트로그래프 슬릿을 조명.

콘덴서 중간 렌즈의 조리개 — 5 мм.

표준 시료와 시료의 스펙트럼은 각 3회씩 동일한 감광판에 촬영한다.

단파장부는 УФШ 판에 촬영하고, 장파장부는 형식 1, 2 또는 «Микро»형 판에 촬영한다.

양극 모드(cathode mode)를 이용하여 양극에서의 소각 후 시료 및 СО에 남은 잔류물을 사용하면 철, 니켈 및 규소의 질량분율을 결정할 수 있다.

(수정된 문장, 수정 N 2).

4.2. 촬영 조건이 권장 조건과 다른 경우, 예컨대 슬릿을 단렌즈 콘덴서로 조명하거나 다른 전류를 사용하거나 감도가 다른 판을 사용하는 등에는 광학 밀도의 최적 범위를 선택하기 위해 사전에 조건을 조정하여야 한다.

참고. 노출 시간은 사용한 감광판의 감도에 따라 선택하여 연속 스펙트럼 배경의 정상적인 암흑화를 확보해야 하며, 그렇지 않은 경우에는 특성곡선(characteristic curve)을 작성해야 한다. 베일(안개), 과다 노광 등으로 배경의 광학 밀도가 증가하는 것은 불허되며, 이는 분석 감도가 저하되기 때문이다.

4.3. 감광판의 현상. 감광판의 현상은 그 종류에 따라 해당 현상액(항목 2 참조)에서 18–20 °C의 온도로 수행한다. 감광판을 흐르는 물로 세척한 후 정착액(피지크스)으로 고정하고, 흐르는 물로 세척한 다음 건조시킨다.

(수정된 문장, 수정 N 2).

5. 결과 처리

스펙트로그램에서 분석선 및 «내부 표준»의 광학 밀도는 마이크로포토미터로 측정한다. 사진소자의 슬릿 폭은 0,10–0,25 мм이고; 사진소자 앞 화면에서 측정한 녹색 지지판(두 패널) 사이의 슬릿 폭은 0,3–1,0 мм이다.

분석선의 파장은 표 3에 주어져 있다.

표 3

스펙트로그램에서 «내부 표준»로는 분석선 근처의 연속 배경의 광학 밀도를 측정한다.

본 규격에서 정한 계측학적 특성보다 나쁘지 않은 경우에는 다른 분석선 및 «내부 표준»을 사용할 수 있다.

교정 그래프는 좌표: 에서 작성한다.

기본 방법은 «세 표준(three standards)» 방법이다. 고체 교정 그래프 방법, 관리 표준법 등 다른 그래프 작성 방법의 사용도 허용된다.

시료에서의 결정 원소의 질량분율은 필수 부록의 표에서 한 스펙트로그램에 대해 계산된 값을 통해 교정 그래프에서 값을 찾아 질량분율을 구한다. 여기서 .

최종 분석 결과는 동일 감광판에서 얻은 두 개의 병행 측정값의 산술평균으로 한다.

두 병행 측정값 및 시료 분석의 두 결과 간 허용 편차는 표 2에 기재된 값을 초과해서는 안 된다.

질량분율이 기준 불합격 한계 근처에 있을 경우 병행 측정 횟수를 두 배로 하며, 즉 스펙트럼 촬영을 두 번째 감광판에서도 반복한다.

분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 25086에 따라 국가·산업 표준물질 또는 기업 표준물질을 이용하여 실시한다.

제5절. (수정된 문장, 수정 N 2).

부록 (의무)

부록
의무

측정된 값 에 해당하는 값들의 표

А. 표에 대한 설명

아래 표들은 측정된 값 을 값 으로 변환하는 데 사용된다. 표들은 다음 수식에 따른 계산 결과를 포함한다.

.

이 수식은 다음과 같이 유도된다.

선과 배경을 합한 선의 총 강도를 로, 선이 없을 때 선 최대부 아래의 배경 강도를 로 표시하자. 이므로 선의 강도 와 배경 강도의 비는 다음 식으로 결정된다.

. (а)

촬영 조건이 선+배경의 광학 밀도 와 배경만의 밀도 가 정상 영역에 있으면

, (б)

여기서 ;  — 대비 계수(factor of contrast). 그러므로 식 (a)를 사용하면 쉽게 다음을 얻는다.

.

표는 실무 분석 작업에 가장 중요한 범위 = 0,05 … 1,99를 포함한다.

표의 구성상 두 부분으로 나뉜다: 하나는 값이 0,05 … 0,999를 포함하고, 다른 하나는 값이 1,00 … 1,99를 포함한다.

우선 첫 번째 부분(0,050,999)을 살펴보자…

표의 가장 왼쪽 열의 머리글 아래에는 값들(0,05; 0,06; 0,07; … 0,99)이 인쇄되어 있다. 열 머리글의 기호 오른쪽에는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9의 숫자가 표시되어 있는데, 이는 소수점 셋째 자리 숫자를 나타낸다.

예를 들어 = 0,537이라면 먼저 소수점 두 자리까지에 해당하는 행 0,53을 찾고, 열 7에서 해당하는 값 = 0,388을 읽는다. 유사하게 = 0,143의 경우 행 0,14의 열 3에서 해당 값 = 1,591을 읽는다.

두 번째 부분(1,00–1,99)은 구성 방식이 유사하나, 왼쪽 첫 열에 값은 소수점 한 자리만 표시되어 있고 열 머리글의 0, 1, 2, 3,…9는 소수점 둘째 자리 숫자를 나타낸다. 예컨대 = 1,36이면 행 1,3의 열 6에서 = 1,341을 읽는다.

값이 0,301보다 작은 경우 특성값 는 음수가 되며, 이는 특성 위에 음수 기호로 표시되어 있다 (, …).

이므로, 본 표들은 측정 방법에 관계없이 대응하는 측정값 에 해당하는 값들을 찾는 데 사용할 수 있다.

일상적 분석 작업에서는 의 측정을 생략하고 = 1로 취하는 것이 허용된다. 이 단순화는 가 1과 달라도 교정 그래프를 약간 왜곡시키지만, СО와 시료에서 얻은 값에 동일하게 영향을 주므로 분석에서 중대한 오류를 초래하지 않는다.

Б. 값들 , 측정값 에 대응하는 값들