ГОСТ 22720.1-77

ГОСТ 22720.1−77 희유 금속 및 그 기반 합금. 산소, 수소, 질소 및 탄소의 측정 방법(개정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 22720.1−77*

그룹 B59

소련 국가 표준 위원회

희유 금속 및 그 기반 합금

산소, 수소, 질소 및 탄소의 측정 방법

Rare metals and their alloys. Methods for the determination of oxygen, hydrogen, nitrogen and carbon

ОКСТУ 1709*
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* 개정판, 개정 N 2.

시행일 1979−01−01

소련 각료위원회 국가표준위원회의 1977년 9월 29일 제2341호 결의로 시행 기한을 1979.01.01부터로 정함

1983년에 검토됨. 국가표준위원회 결의 1983.07.27 제3511호로 유효기간을 1989.01.01까지 연장함**

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** 유효기간 제한은 1993년 제3차 국제표준화·계량·인증 위원회 의사록에 따라 해제됨. (ИУС N 5/6, 1993). — 데이터베이스 제작자 주.

* 재간행. 1983년 11월, 1983년 7월에 승인된 개정 N 1을 포함; 결의 제3512호 1983.07.27 (ИУС N 11, 1983).

개정 N 2는 소련 국가표준위원회의 결의 1988.03.02 제427호로 승인되어 1989.01.01에 발효됨.

개정 N 2는 데이터베이스 제작자가 ИУС N 5, 1988의 본문을 기준으로 반영함.


본 표준은 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 탄탈럼, 몰리브데넘, 텅스텐, 레늄, 갈륨, 인듐, 이트륨, 모든 희토류 금속, 희토류 금속 플루오라이드 및 표 1 ГОСТ 22720.0−77에 기재된 조성을 갖는 이원 합금을 대상으로 하며, 산소·수소·질소·탄소를 결정하기 위한 진공 추출법을 규정한다.

본 표준은 융점이 1200 °C 미만인 금속 및 합금의 수소 측정 방법은 규정하지 않는다 .

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 22720.0−77에 따름.

2. 장비, 시약 및 용액

가스화 불순물 함량을 금속에서 결정하기 위한 산소 공급 시스템이 보강된 장치 "Гиредмет С-911М1"의 추출장(도면 1).

1 — 추출장(로); 2 — 감압기(레귤레이터)가 부착된 산소 실린더; 3, 5, 7, 10, 13, 14, 16, 18 — 진공 밸브; 4 — 벨로즈형 진공계; 6 — 적재 장치; 8, 15 — 수은 증기 확산 펌프; 9 — 예비 실린더; 11 — 산화로; 12 — 맥클라우드 마노미터; 17 — 예비(포어) 진공펌프

도.1

산소 공급 블록이 장착된 장치 "Гиредмет C-1403M1" (도면 2)는 금속의 가스화 불순물 함량을 결정하기 위함.

1 — 감압기 부착 산소 실린더; 2 — 벨로즈형 진공계; 3, 15 — 진공 밸브; 4 — 진공 게이트식 적재 장치; 5, 9, 11, 13, 17, 18, 19, 22, 24, 25, 26 — 소형 전자석 밸브; 6, 7 — 대형 전자석 밸브; 8, 27 — 트랩이 부착된 수은 증기 확산 펌프; 10 — 산화로; 12 — 예비 실린더; 14, 23, 29 — 열전대식 마노미터 램프; 16 — 자동 맥클라우드 마노미터; 20 — 예비 진공펌프; 21 — 예비 진공 트랩; 28 — 이온화 마노미터 램프; 30 — 추출장(로)

도.2

전류 집속기(콘센트레이터)가 장착된 추출장 가열로가 장착된 "Гиредмет С-911М1" 장치.

장치에는 투명 석영으로 된 적재 장치가 추가되며, 분석기용 압축식 마노미터의 눈금은 1·10 토르의 분해능을 가짐.

적재 장치 내 시료 가열을 위한 저항식 튜브로(로). 주요 사양:

내경	(26±0,5) mm;
길이	(140±10) mm;
가열체 재료	니크롬;
가열체 저항	50−100 Ω;
선경	0,4−0,8 mm;
온도 조절 범위	300−1100 °C.

위에 제시된 기기들과 주요 분석 파라미터(재현성, 검출한계, 진공도, 대조 실험 보정값, 도가니 온도) 면에서 뒤지지 않는 다른 장비의 사용을 허용한다.

도가니, 차폐 및 기타 부품은 그래파이트 марки ГМЗОСЧ 또는 МГОСЧ로 할 것.

실험실용 고룬드(코런덤) 도가니.

진공에서 재용해된 H1 또는 H2 규격 니켈 봉 및 테이프.

구리 봉 — ГОСТ 1535–71에 따름.*
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* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 1535–2006. — Примечание изготовителя базы данных.

정제 백금(등급 Пла-1) — по ГОСТ 12341–81*.
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* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 31290–2005가 적용됩니다. — 데이터베이스 제작자의 주.

과립 산화구리 — по ГОСТ 16539–79.

튜브형 진공용 윤활제(그리스).

질산 — по ГОСТ 4461–77.

불화수소산 — по ГОСТ 10484–78.

에틸 에테르(공업용) — по ГОСТ 6265–74 또는 화학적 순도(х.ч.).

정류 에틸 알코올(정제주정) — по ГОСТ 18300–87.

산소(기체, 공업용) — по ГОСТ 5583–78.

액화 질소(공업용) — по ГОСТ 9293–74.

증류수 — по ГОСТ 6709–72.

주석(과립, 등급 01 또는 02) — по ГОСТ 860–75.

수은(등급 Р0) — по ГОСТ 4658–73.

진공유 ВМ-4.

의료용 흡습성 솜 — по ГОСТ 5556–81.

면 평직 직물(바язь) — по ГОСТ 11680–76.

메탄.

중크롬산 칼륨 — по ГОСТ 4459–75.

황산 — по ГОСТ 4207–75.

(개정판, Изм. N 1, 2).

3. 분석 준비

3.1. 시료, 캡슐 및 욕조 재료의 분석 준비.

분석은 표 1에 따라 질량을 선택한 두 시료로 수행한다. 시료는 다음과 같이 준비한다.

표 1

불순물의 질량분율, %	측정 시 시료 질량, g
	산소	탄소	질소	수소
1·10-2·10	-	3	-	-
2·10-5·10	-	2−3	2−3	-
5·10-1·10	2,3	1,5	1,5	-
1·10-5·10	1,5	0,5−1,0	0,5−1,0	-
1·10-1·10	1,0−0,8	1,0−0,5	0,5−0,4	1,1−0,9
1·10-5·10	1,0−0,8	0,5−0,4	0,4−0,3	0,9−0,8
5·10 — 1·10	0,8−0,5	0,4−0,3	0,3−0,2	0,8−0,5
1·10-3·10	0,6−0,3	0,3−0,2	0,3−0,2	0,5−0,2
3·10	0,3−0,1			0,2−0,1
초과 1·10	0,1−0,05			0,1−0,005

분말 또는 포일(칩 형태의 시료는 분석하지 않음) 두께 50 мкм은 프레스 금형(도면 3)에 넣어 질량 0,1−0,5 g의 정제를 압축한다.

1 — 외피; 2 — 인서트-매트릭스; 3 — 상부 펀치; 4 — 하부 펀치

도면 3

잉곳, 판재, 봉등으로부터는 해당 제품의 규격 및 규범·기술 문서에 따라 충분히 대표적인 시료를 채취한다. 잉곳에서 채취한 시료, 두께가 0,1 мм를 초과하는 포일 및 선(와이어) 시료는 표 1а에 명시된 조건으로 식각한다.

표 1а

분석 대상 재료	식각액 조성	식각 온도, °C	식각 시간, 분
니오븀, 실리콘	HF:HNО=1:3	25	2
몰리브덴	HF:HNО=6:1, 크롬산(또는 해당 크롬계 용액)으로 세척	25	1
레늄	HF:HNО=6:1, 크롬산 용액으로 세척	50	2
하프늄, 지르코늄	HF:HNО=1:5	25	1
바나듐	HNО: НО=1:1	25	2

식각 후 시료는 증류수 및 알코올로 세척한다(시료 1개당 알코올 10 см). 탄소를 결정할 때에는 알코올 세척을 제외한다. 세척한 시료는 반드시 깨끗한 핀셋으로만 옮긴다. 표면 오염을 피하기 위해 시료는 밀폐된 용기에 보관한다.

욕조 재료(구리, 니켈, 백금)는 1,5−2 g의 조각으로 자르고 알코올로 세척한 뒤 공기 중에서 건조시킨다. 승화의 패시베이터로는 흑연 도가니에서 재용융한 주석을 사용하며, 압력 0,133 Па (1·10 тор)에서 처리한다. 0,3−0,4 g의 주석 조각은 알코올로 세척하고 공기 중에서 건조시킨다.

Капсулы (черт.4) вытачивают из никеля вакуумной плавки с массовой долей кислорода <1·10%, отжигают в токе водорода или в вакууме при (1000±50) °С в течение 1 ч.

Черт.4

После загрузки образца в капсулу края последней зажимают пассатижами или в тисках, зажимная поверхность которых предварительно обезжиривается. Образцы в капсулы переносят только чистым пинцетом.

При определении азота в качестве материала ванны применяют отрезки прутка никеля диаметром 12 мм и длиной 25 мм. При определении углерода — такие же отрезки прутка никеля и куски карбонильного железа массой, 0,1−1,0 г. Материал ванны перед загрузкой в тигель промывают в спирте и сушат на воздухе.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1. Определение кислорода методом восстановительного плавления в вакууме

Метод восстановительного плавления в вакууме для определения кислорода заключается в следующем: образец анализируемого металла сбрасывают в графитовый тигель вакуумной печи (метод плавления без ванны) или в расплав (ванну) другого металла (железа, никеля, платины и др.), насыщенный углеродом. При этом образец плавится или растворяется в вање. Содержащийся в пробе кислород соединяется с углеродом, выделяется в газовую фазу в виде окиси углерода и поступает в газоанализатор, где производится его количественное определение.

4.1.1. Определение кислорода в ниобии, молибдене и сплавах ниобий-молибден, ниобий-ванадий плавлением без ванны (при массовой доле кислорода 1·10%).

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт.2). Экстракционная печь в сборе приведена на черт.5. Перед проведением анализа дегазируют тигель при температуре (2400±50) °С в течение 30−60 мин. Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта 3·10% кислорода на 1 г навески за 2 мин при температуре анализа (2350±50) °С.

1 — кварцевая водоохлаждаемая колба; 2 — кварцевая воронка; 3 — первый графитовый экран; 4 — графитовый микротигель; 5 — второй графитовый экран; 6 — графитовый держатель

Черт.5

Время экстракции — 2 мин. Определение поправки контрольного опыта проводят перед анализом каждого образца в следующем порядке. Не менее чем за 5 мин до начала отбора газа из экстракционной печи переводят клапаны в исходное положение (клапаны 7, 13 — закрыты; клапаны 6, 9, 11 и вентиль 15 — открыты); откачивают камеру шлюза форвакуумным насосом; открывают вентиль шлюза на 1,5−2 оборота; поднимают сосуд Дьюара с жидким азотом к отростку окислительной печи 10; через 10−20 с открывают клапан 7, закрывают клапаны 6 и 9, включают секундомер и через 15 с закрывают вентиль шлюза; через 2 мин закрывают клапан 7, открывают клапан 6. По окончании разделения газовой смеси (переключатель вакуумметра в положении ЛТ-2) открывают клапан 9, эвакуируют газ (азот) из аналитической системы; закрывают клапан 9, опускают сосуд Дьюара с жидким азотом, заменяют его на сосуд Дьюара со спиртом, охлажденным до минус 60−70 °С, и по окончании процесса размораживания двуокиси углерода измеряют давление COавтоматическим манометром Мак-Леода 16; открывают клапан 9 и отогревают отросток окислительной печи.

가스가 분석기에서 에어록(슬루즈) 챔버로 배기될 때마다 다음 시료를 적재하고 예비 진공(포어백) 펌프로 슬루즈를 배기한 후 슬루즈 밸브를 1,5−2 회전 연다. 분석기에서의 가스 배기가 끝나면 기기는 다음 분석 준비가 된다(밸브 6 및 9 — 닫힘, 7 — 열림). 스톱워치를 작동시킨 후 슬루즈 밸브의 손잡이를 시계 반대 방향으로 돌려 시료가 도가니(тигель)로 떨어질 때까지 기다린다. 그 다음 슬루즈 밸브를 닫는다. 이후의 작업은 대조 실험 보정치 측정 시와 같은 순서로 수행한다.

하나의 도가니에서 일련의 시료 분석은 도가니 내 용융물의 질량이 10 г를 초과할 때까지 계속한다.

4.1.1а. 니오븀 및 몰리브덴의 산소량 판정 — 용탕 없이 전류 집중장치(콘센트레이터)를 사용한 용융법(니오븀의 산소 질량분율 1·10%)

분석은 전류 집중장치가 장착된 추출로가 있는 설치물 «Гиредмет С-911М1»에서 수행한다. 분석을 실시하기 전에 도가니를 (2400±50) °C에서 25−30분 동안 탈가스한다. 탈가스의 완료는 1분당 산소 보정치가 3 μg을 초과하지 않는 것으로 판정한다.

작업 온도를 설정한다:

(2300±50) °C — 몰리브덴 분석용,

(2400±50) °C — 니오븀 분석용.

산소 함량이 0.001%를 넘지 않는 순수한 몰리브덴(또는 니오븀) 조각을 질량 0,5−1 g로 도가니에 투입하여 작업 온도 설정이 올바른지 확인한다(시료의 용융 시간은 15 s를 초과하지 않아야 함).

추출 시간은 1분이다. 대조 실험 보정치의 결정은 각 시료 분석 전에 다음 순서로 수행한다. 가스 채취 시작 최소 2분 전에 설치(도면 1)의 밸브를 초기 위치로 되돌린다. 즉: 밸브 7은 «배기» 위치, 밸브 16과 산화로의 밸브 11은 개방, 밸브 10은 폐쇄한다. 그다음 액체질소가 든 듀아르(сосуд Дьюара)를 산화로의 돌출부에 올리고 10−20 s 후 밸브를 «이송(перекачка)» 위치로 전환하고, 밸브 16을 닫고 스톱워치를 작동시킨다. 1분 후 밸브 7을 «배기» 위치로 전환하고 분석계의 진공계 지시로 기체 혼합물의 분리가 끝나는 것을 관찰한다; 그런 다음 밸브 16을 열고 분석기에서 가스를 배기한 후 밸브 16을 닫는다; 액체질소 듀아르를 영하 70 °C로 냉각된 알코올 용기로 교체하고 이산화탄소의 해동이 끝나면 CO의 압력을 맥클레오드 마노미터 12로 측정한다; 밸브 16을 연다.

분석기에서 가스를 배기한 후 설치는 다음 가스 분획 채취 준비가 된다. 시료 분석은 대조 실험 보정치 결정과 동일한 순서로 수행한다.

하나의 도가니에서 시료 분석은 도가니 내 용융물의 질량이 9 г를 초과할 때까지 계속한다.

4.1.1б. 니오븀과 하프늄의 종합적 산소 결정(니오븀 중 산소 질량분율이 1·10% 초과, 하프늄에서는 3·10% 초과).

분석은 전류 집중기를 갖춘 설치물 «Гиредмет С-911М1» 또는 설치물 «Гиредмет С-1403М1»에서 수행한다. 적재 장치의 수평 돌출부에 다음 순서로 분석할 재료를 배치한다:

전자빔 용융한 순 니오븀, 총 질량 1,5 g;

하프늄 시료, 질량 최대 0,3 g;

니오븀 시료들, 총 질량 1 g;

하프늄 시료, 질량 최대 0,3 g.

시료의 총질량은 12 g를 초과하지 않으며 니오븀 질량 대 하프늄 질량의 비는 적어도 3:1이어야 한다.

분석을 실시하기 전에 도가니를 2400−2450 °C에서 40분 동안 탈가스한다. 탈가스 종료는 분석 온도 2400−2450 °C에서 3분 동안 산소 보정치가 10 μg인 것으로 특성화된다.

분석을 위해 도가니에 1,5 g의 나이오븀을 넣고 작업 온도 설정이 올바른지 확인한다(2400−2450 °С에서 1,5 g 나이오븀의 완전 용융 시간 — 15 s 이하). 용융물을 2–3분 동안 탈가스한 다음, 3 min 동안 대조 실험 보정값을 결정하고 그 후 하프늄 시료를 분석한다. 추출 시간은 3 min이다. 그 다음 1,5 min 동안 대조 실험 보정값을 결정하고, 각 시료 분석 전에 반드시 대조 실험 보정값을 측정하여 나이오븀 시료를 분석한다. 나이오븀에서 산소 추출 시간은 1,5 min이다. 3 min 동안 대조 실험 보정값을 측정하고, 도가니 내 용융물의 질량이 12 g을 초과할 때까지 하프늄 시료를 분석한다.

4.1.1в. 나이오븀 및 레늄의 복합 산소 결정(산소 질량분율이 1·10%)보다 클 경우)

분석은 전류 집중기를 갖춘 «Гиредмет С-911М1» 장치 또는 «Гиредмет С-1403М1» 장치에서 수행한다. 로딩 장치의 수평 돌출부에 분석할 재료를 다음 순서로 넣는다:

순수 나이오븀 총 질량 1,5 g;

레늄 시료 질량은 0,5 g 이하;

나이오븀 시료 총 질량 1 g;

레늄 시료 질량은 0,5 g 이하 … 등

시료의 총 질량은 나이오븀 질량과 레늄 질량의 비가 최소 2:1이면서 12 g을 초과해서는 안 된다.

분석을 실시하기 전에 도가니를 2400−2450 °С에서 40 min 동안 탈가스한다. 탈가스 종료는 분석 온도 2400−2450 °С에서 40 min 동안의 측정에서 1 min당 3 μg 산소에 해당하는 대조 실험 보정값으로 특징지어진다.

분석은 항목 4.1.1б에 명시된 바와 같이 수행한다. 나이오븀과 레늄에서의 산소 추출 시간과 대조 실험 보정값 결정 시간은 1 min이다.

하나의 도가니에 넣은 시료들은 도가니 내 용융물의 질량이 12 g을 초과할 때까지 계속해서 분석한다.

4.1.1г. 시료 표면의 사전 세척을 수반하는 탱크 없는 용융법에 의한 나이오븀, 몰리브덴 및 나이오븀-몰리브덴 합금의 산소 결정(산소 질량분율이 5·10부터 1·10%) 범위일 경우).

분석은 항목 4.1.1에 명시된 바와 같이 «Гиредмет С-1403М1» 장치 또는 항목 4.1.1а에 명시된 바와 같이 «Гиредмет С-911М1» 장치에서 수행한다.

식각한 시료는 석영 로딩 장치에 넣고 장치를 진공 상태로 만든 다음 흑연 도가니를 탈가스한다. 탈가스 시간은 25–30 min, 온도는 (2400±50) °С이다. 탈가스 완료는 1 min당 3 μg 이하의 대조 실험 보정값으로 특징지어진다. 연속된 두 번의 대조 실험 보정값 측정치 간의 차이는 0,3 μg 산소를 초과해서는 안 된다.

탈가스 완료 후 도가니 가열을 끄고, 유입기를 통해 추출장치로 메탄을 공급하여 압력을 (80±10) 토르에 도달시키고 로딩 장치를 튜브 가열로로 10 min 동안 가열한다. 가열 온도는 몰리브덴의 경우 (1000±50) °С, 나이오븀의 경우 (1100±50) °С이다. 그 다음 추출장치를 진공으로 만들고 압력이 1·10 тор에 도달하면 튜브 가열로를 제거한다.

가열 과정에서 메탄이 열분해되어 시료 표면의 흡착된 산소가 제거되고, 시료 표면은 이차적 산소 흡착을 방지하는 파이로카본(열분해 탄소) 보호층으로 덮인다.

시료가 냉각되는 과정에서 도가니 가열을 다시 켜고 10 min 동안 도가니를 탈가스한다.

나이오븀 분석 시 도가니 온도를 (2200±50) °С까지 올리고 시료를 투입하여 이 온도에서 2 min 동안 유지한다. 그런 다음 장치의 밸브(도면 1 및 2)를 «분석» 위치로 전환하고 도가니 온도를 (2400±50) °С까지 올린다. 추출 시간(시료의 완전 용융 시점부터)은 1 min이다. 추출 과정이 끝난 후에는 분석 온도에서 시료를 유지한 시간과 동일한 시간 동안 대조 실험 보정값을 측정한다. 그 후 도가니 온도를 (2200±50) °С로 낮추고 동일한 절차로 다음 시료를 분석한다.

몰리브덴 분석 시 도가니 온도를 (2300±50) °С까지 올린다. 추출 시간(시료의 완전 용융 시점부터)은 1 min이다. 추출 과정이 끝난 후에는 분석 온도에서 시료를 유지한 시간과 동일한 시간 동안 대조 실험 보정값을 측정한다. 다음 시료 분석은 동일한 절차로 수행한다.

하나의 도가니에서 니오븀(니오브) 또는 몰리브덴 시료 계열을 분석할 때는 용융물의 질량이 12 g을 초과할 때까지 수행한다. 4.1.1а–4.1.1г. (추가 도입, 변경 N 1). 4.1.2. 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄 및 바나듐-니오브, 바나듐-몰리브덴, 바나듐-탄탈, 바나듐-텅스텐, 몰리브덴-레늄, 텅스텐-레늄, 텅스텐-탄탈 합금에서 니켈 용탕 중 용융법에 의한 산소 결정(질량분율 산소 1·10%) 분석은 장비 «Гиредмет С-1403М1»(도면 2 참조) 또는 «Гиредмет С-911М1»(도면 1 참조)에서 수행한다. 추출로(조립 상태)는 도면 6에 나타나 있다. 분석을 실시하기 전에 도가니를 (2000±50) °C에서 1.5–3시간 동안 탈가스 처리한다. 그 다음 온도를 1000–1200 °C로 낮추고 도가니에 총 질량 8–10 g의 니켈 봉 절편을 투입한다. 도가니 온도를 (1700±50) °C까지 올리고 용융물을 10–15분 동안 탈가스 처리한다. 탈가스 처리의 종료는 보정 실험의 보정값의 크기가 3·10% 산소(시료 1 g당)로서 분석 온도 (1700±50) °C에서 5분 동안에 해당하는 것으로 특징지어진다.

1 — 석영 수냉 콜브; 2 — 석영 깔때기; 3 — 흑연 스크린; 4 — 흑연 도가니 도면 6 추출 시간은 5분이다. 분석 결과에 보정을 가하기 위하여 보정 실험은 각 시료 분석 전에 수행한다. 장비 «Гиредмет С-1403М1»에서의 작업 순서는 항목 4.1.1에 기재되어 있다. 장비 «Гиредмет С-911М1»(도면 1 참조)에서는 보정 실험에 대한 보정값을 다음과 같은 순서로 결정한다. 가스 추출로에서 가스를 채취하기 시작하기 최소 5분 전에 밸브를 초기 위치로 돌린다(밸브 7을 «배기(откачка)» 위치로, 밸브 16 및 산화로의 밸브 11은 열려 있고, 밸브 10은 닫혀 있음); 듀아르 플라스크(듀어르 용기)에 든 액체 질소를 산화로의 분출구 쪽으로 올린다; 10–20초 후 밸브 7을 «이송(перекачка)» 위치로 전환하고 밸브 16을 닫고 스톱워치를 작동시킨다; 5분 후 밸브 7을 «배기(откачка)» 위치로 되돌리고 분석 시스템의 진공계 지시로 가스 혼합물 분리 과정의 종료를 관찰한다; 밸브 16을 열고 분석기 내의 가스를 배기(진공)한다; 밸브 16을 닫고 액체 질소가 든 용기를 영하 60–70 °C로 냉각된 알코올 용기로 교체한 다음 이산화탄소가 해동된 후 맥클로드 마노미터 12로 CO2 압력을 측정한다; 밸브 16을 열고 산화로의 분출구를 가열하여 해제한다. 분석기에서 가스를 배기한 후 장비는 다음 가스 채취에 준비된다. 시료 분석은 보정 실험의 보정값을 결정했을 때와 동일한 절차로 수행한다. 한 도가니에서 용탕 질량 대 시료 질량 비율을 (7–10):1로 하여 총 질량 최대 5 g인 5–10개의 시료를 분석할 수 있다. 각 시료 분석 후에는 도가니에 니켈 3–5 g을 추가해야 한다. 4.1.2а. 금속 바나듐 및 합금 BB-8에서 주석 용탕 중 용융법에 의한 산소 결정(질량분율 산소가 1·10%) 초과) 분석은 장비 «Гиредмет С-911М1» 또는 «Гиредмет С-1403М1»에서 수행한다. 분석을 실시하기 전에 도가니를 (2000±50) °C에서 2–3시간 동안 탈가스 처리한다. 탈가스 처리의 종료는 보정 실험의 보정값이 분석 온도 (1800±30) °C에서 3분 동안 3 μg 미만의 산소로 나타나는 것으로 특징지어진다. 보정 실험의 보정값 측정은 항목 4.1.2에 기재된 바와 같이 수행한다. 그런 다음 가열을 끄고 도가니가 식은 후 0.8–1 g의 주석을 도가니에 투입한다. 발전 램프의 양극 전류를 4분 동안 증가시켜 도가니 온도를 (1800±30) °C까지 올린다. 2분 후 보정 실험의 보정값 측정을 반복한다. 첫 번째 시료를 분석한다. 추출 시간은 (1800±30) °C에서 3분이다. 보정 실험의 보정값을 측정한다. 두 번째 시료 분석 시작 30초 전에 도가니에 0.3–0.4 g의 주석을 투입한다. По окончании анализа второго образца проводят измерение величины поправки контрольного опыта; за 30 с до анализа третьего образца сбрасывают в тигель 0,3−0,4 г олова… и т. д.

В одном тигле допускается анализ до 20 образцов общей массой до 10 г.

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

4.1.3. Определение кислорода в ниобии, ванадии, тантале, молибдене и бинарных сплавах этих элементов, за исключением сплавов с титаном, цирконием, хромом, алюминием и германием, плавлением в платиновой ванне (при массовой доле кислорода 5·10^-2 %)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт.2) или «Гиредмет С-911М1» (см. черт.1). Экстракционную печь в сборе см. на черт.6.

Перед проведением анализа дегазируют тигель при (2000±50) °С в течение 2−3 ч. Затем снижают температуру до 1500−1600 °С и сбрасывают в тигель куски платины общей массой 7−8 г. Повышают температуру тигля до (1900±50) °С и дегазируют расплав 10 мин.

Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта 2·10^-2 % кислорода на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (1900±50) °С.

Далее анализ ведут, как указано в пп.4.1.1 и 4.1.2. Отношение массы ванны к массе анализируемого материала поддерживают равным (8−10):1. С этой целью перед каждым определением в тигель добавляют соответствующее количество платины. Суммарная масса анализируемого материала в одном тигле не должна превышать 7 г.

4.1.4. Определение кислорода в ниобии, тантале и их бинарных сплавах, за исключением сплавов с титаном, цирконием, алюминием и германием, плавлением в никелевой ванне и никелевых капсулах (при массовой доле кислорода 2·10^-2 %)

Анализ проводят на установке «Гиредмет С-1403М1» (см. черт.2) или установке «Гиредмет С-911М1» (см. черт.1). Экстракционная печь в сборе приведена на черт.6.

Перед анализом образцы загружают в капсулы (см. черт.4). Тигель дегазируют при (2000±50) °С в течение 1,5−2 ч. Затем снижают температуру до 1000−1200 °С и сбрасывают в тигель отрезки никелевого прутка общей массой 4−5 г. Повышают температуру тигля до (1700±50) °С и дегазируют расплав 10−15 мин.

Конец дегазации характеризуется величиной поправки контрольного опыта 5·10^-2 % кислорода (без капсулы) или 1·10^-2 % кислорода (с капсулой) на 1 г навески за 5 мин при температуре анализа (1700±50) °С. Пустые капсулы анализируют перед первым и последним образцами. Далее анализ ведут как указано в пп.4.1.1 и 4.1.2. Отношение массы ванны к массе анализируемого материала поддерживают равным (7−10):1 (за счет утяжеленных капсул и, при необходимости, добавкой кусков никеля). Суммарная масса анализируемого материала в одном тигле не должна превышать 5 г.

4.1.5. Определение кислорода в цирконии, гафнии и их бинарных сплавах, а также в сплавах ванадий-цирконий, ванадий-алюминий, ванадий-хром, ниобий-алюминий, ниобий-титан, ниобий-германий плавлением в никелевой ванне и никелевых капсулах с применением олова (при массовой доле кислорода 1·10^-2 %)

분석은 설비 "Giredmet С-1403М1"(도면 2 참조) 또는 "Giredmet С-911М1"(도면 1 참조)에서 수행한다. 조립된 추출로는 도면 6에 도시되어 있다. 분석 전에 시료를 캡슐(도면 4 참조)에 장입한다. 도가니는 (2100±50) °C에서 3시간 동안 탈기한다. 그 후 가열을 끄고 2분 후에 도가니에 주석 1 g과 니켈 4–5 g을 투입한다. 가열을 재개하여 도가니의 온도를 (1900±50) °C까지 올리고(바나듐-크롬 및 나이오브-저마늄 합금의 경우 (1700±50) °C) 용융물을 10–15분간 탈기한다. 탈기의 종료는 대조 실험 보정값이 도가니 없이 3·10^-3 % 산소 또는 캡슐을 포함하여 4·10^-3 % 산소(1 g 시료당, 분석 온도 (1900±50) °C에서 5분 동안)인 것으로 특징지어진다. 빈 캡슐은 첫 번째 및 마지막 시료 전에 분석한다. 첫 번째 빈 캡슐 분석 후 도가니에 주석 0.3 g을 투입하여 대조 실험 보정치를 측정한 다음 시료를 분석한다. 이후 각 측정 전에 용융물에 주석을 투입한다. 분석은 항 4.1.1 및 4.1.2에 기재된 바와 같이 진행한다. 용탕(배스) 질량과 분석 대상 물질 질량의 비는 10–15:1로 유지한다. 한 도가니에 넣을 수 있는 분석 대상 물질의 총질량은 2.5 g을 초과해서는 안 된다. 4.1.6. 이트륨, 희토류 금속 및 그들의 이성분 합금에서 구리-니켈 용탕에서의 용융에 의한 산소 함량 결정(산소 질량분율이 1·10^-2 % 미만인 경우) 분석은 설비 "Giredmet С-911М1"(도면 1 참조)에서 수행한다. 추출로는 도면 7에 도시되어 있다. 도면 7의 흑연 뚜껑(5)은 몰리브데넘선(6)으로 강심에 고정되어 있으며, 강심은 자석으로 이동되어 도가니(3)의 뚜껑(5)을 올리고 내리는 데 사용된다. 1 — 석영 수냉 플라스크; 2 — 제1 흑연 차폐판; 3 — 흑연 도가니; 4 — 제2 흑연 차폐판; 5 — 흑연 뚜껑; 6 — 직경 0.8–1 mm의 몰리브데넘 선; 7 — 석영 깔때기 (도면 7) 추출로용 흑연부품: 제1 흑연 차폐판 — 도면 8, 흑연 도가니 — 도면 9, 제2 흑연 차폐판 — 도면 10, 흑연 뚜껑 — 도면 11, 석영 깔때기 — 도면 12. (도면 8–12) 진공 셔틀이 유리 또는 석영의 적재장치로 대체되어 "Giredmet С-911М1"의 적재장치와 유사한 장치를 갖춘 경우에는 "Giredmet С-1403М1" 설비를 사용하는 것이 허용된다. 분석 전에 시료를 니켈 캡슐에 넣는데, 이는 도면 4에 표시된 것과 달리 천공 깊이가 4.5 mm가 아니라 7.5 mm이다. (무거운 캡슐을 사용할 경우 용융물이 일시적이나마 냉각되어 본 경우에 바람직하지 않다). 시료와 함께 각 캡슐에는 질량 0.3 g, 산소 질량분율 %인 주석 조각을 넣고, 캡슐 앞의 투입 장치에는 질량 1.5 g의 니켈 조각을 넣는다. 니켈은 캡슐과 동일한 방법으로 사전 탈가스 처리한다. 두 개의 캡슐(첫 번째와 마지막)에는 주석(0.3 g)만 넣는다. 도가니는 (2000±50) °C에서 2시간 동안 탈가스 처리한다. 그런 다음 온도를 1000−1200 °C로 낮추고 도가니에 욕조 재료로 구리 15 g과 니켈 15 g을 투입한 후 온도를 (1700±50) °C로 올려 용융물을 15−20분 동안 탈가스 처리한다. 탈가스 종료는 대조 실험 보정값의 크기로 특징지어지며, 이는 1·10% 산소(캡슐 제외) 또는 3·10% 산소(니켈·캡슐·주석 포함)로, 분석 온도 (1700±50) °C에서 시료 1 g당 5분 동안의 값으로 한다. 대조 실험 보정값을 측정한 후에는 흑연 덮개 5(도면 7 참조)를 들어 올리고 도가니에 니켈 1.5 g과 주석이 든 캡슐(시료 제외)을 투입한 다음 덮개를 닫고 5분 동안 가스를 분석기로 펌핑한다. 시료가 들어 있는 캡슐은 동일한 방식으로 분석하되, 니켈 조각은 캡슐 투입 20초 전에 투입한다. 추출된 가스 혼합물의 분석은 항 4.1.2에 기술된 바와 같다. 한 도가니에서 분석할 수 있는 총 시료 질량은 사마륨과 유로퓸의 경우 1.5 g을 초과해서는 안 되며, 기타 희토류 금속의 경우 3.0 g을 초과해서는 안 된다. 4.1.7. 욕조 없이 용융법으로 수행하는 희토류 금속 및 이트륨의 플루오라이드에서의 산소 결정(산소 질량분율 1·10%) 분석은 장비 «Гиредмет С-911М1»(도면 1 참조)에서 수행한다. 추출장치(추출로) 조립체는 도면 13에 나와 있다. 흑연 덮개 8(도면 13 참조)은 부싱 12를 통해 도가니 5를 밀봉한다. 덮개 8은 직경 0.8−1 mm의 몰리브덴선 9로 스틸 푸셔에 고정되며, 이 푸셔는 자석에 의해 이동되어 덮개 8의 승강에 사용된다. (그림) 1 — 석영 수냉 플라스크; 2 — 석영 인서트; 3 — 흑연 홀더; 4 — 제1 흑연 스크린; 5 — 흑연 도가니; 6 — 흑연 반사판(플랩); 7 — 제2 흑연 스크린; 8 — 흑연 덮개; 9 — 직경 0.8−1 mm의 몰리브덴선; 10 — 석영 깔때기; 11 — 흑연 핀; 12 — 제1 흑연 부싱; 13 — 제2 흑연 부싱 도면 13 흑연 및 석영 부품(추출로용): 석영 깔때기 — 도면 14, 흑연 홀더 — 도면 15, 제1 흑연 스크린 — 도면 16, 흑연 도가니 — 도면 17, 흑연 반사판(플랩) — 도면 18, 제2 흑연 스크린 — 도면 19, 흑연 덮개 — 도면 20, 석영 깔때기 — 도면 21, 흑연 핀 — 도면 22, 제1 흑연 부싱 — 도면 23, 제2 흑연 부싱 — 도면 24. (그림) 도면 14 (그림) 도면 15 (다음 표 및 이미지)

도면 16 도면 17

도면 18

도면 19	도면 20	도면 21
도면 22	도면 23	도면 24

장치 «Гиредмет С-1403М1»의 사용을 허용한다. 이 장치에서는 진공 게이트가 유리 또는 석영 로딩 장치로 교체되어 있으며, 이는 장치 «Гиредмет С-911М1»의 로딩 장치와 유사하다.

도가니는 (2100±50) °C에서 2–3시간 동안 탈기한다. 탈기 종료는 대조실험 보정치 3·10%의 산소가 분석 온도 (1800±50) °C에서 1 g 시료당 5분 동안 존재하는 값에 의해 특징지어진다.

시료를 떨어뜨리기 전에 도가니 위의 흑연 뚜껑을 들어 올렸다가 시료가 도가니에 떨어지면 바로 내린다. 추출 시간은 5분이다. 분석 순서는 항목 4.1.1 및 4.1.2에 기재되어 있다. 대조실험 보정치는 다음 시료 분석 전에 결정한다.

4.1.8. 희토류 금속, 이트륨 및 미스메탈류 유형 합금(사마륨-프라세오디뮴, 가돌리늄-사마륨 등)에서 산소를 희토류 금속 플루오라이드 용융욕에서 용융법으로 결정하는 경우(산소 질량분율 2·10%)

장비와 도가니 탈기 조건 및 분석 수행 조건은 항목 4.1.7에 기재되어 있다. 각 측정 전에 도가니에 (사마륨 및 유로퓸의 플루오라이드를 제외한) 희토류 금속 플루오라이드 용융물 0.4–0.5 g과 주석 0.3 g을 투하하고 5분간 탈기한다. 연속 공정으로 하나의 도가니에서 분석할 수 있는 시료량은 4 g이다(사마륨 및 유로퓸의 경우 1 g). 사마륨 및 유로퓸을 분석할 때는 주석 및 희토류 플루오라이드와 함께 인듐 0.3 g을 도가니에 넣고, 각 측정 후 추출로(экстракционная печь)에 산소를 압력 0.053–0.067 МПа(400–500 토르)까지 주입한 다음 펌핑하고 도가니를 2000 °C에서 탈기하여 항목 4.1.7에 기재된 대조실험 보정치가 설정될 때까지 탈기한다.

4.1.9. 인듐, 갈륨 및 이들의 이원 합금에서 용융욕 없이 용융법으로 산소를 결정하는 경우(산소 질량분율 5·10%)

분석은 장비 «Гиредмет С-911М1»에서 수행한다(도면 1 참조). 조립된 상태의 추출로는 도면 25에 나타나 있다. 흑연 뚜껑 6(도면 25 참조)은 몰리브덴 선 7로 강심에 고정되어 있으며, 이 강심은 자석으로 이동되어 뚜껑 6(도가니 5의 뚜껑)을 올리고 내리는 역할을 한다.

1 — 석영 수냉 플라스크; 2 — 석영 인서트(도 13 참조); 3 — 흑연 지지대; 4 — 흑연 차폐판; 5  흑연 도가니; 6  흑연 뚜껑; 7  지름 0,8−1 мм 몰리브덴 와이어

도.25

추출로용 흑연 부품: 흑연 지지대 — 도.26, 흑연 차폐판 — 도.27, 흑연 도가니 — 도.28, 흑연 뚜껑 — 도.29.

도.26	도.27
도.28	도.29

진공 게이트가 유리 또는 석영 로딩 장치로 대체되어 «Гиредмет С-911M1»의 로딩 장치와 유사한 구조를 가지는 장비 «Гиредмет С-1403М1»의 사용을 허용한다.

도가니는 (2000±50) °C에서 1−1,5시간 동안 탈가스 처리한다. 탈가스의 종료는 대조 실험의 보정값 1·10% 산소량(시료 1 g당, 분석 온도 (1150±50) °C에서 3분간)에 의해 특징지어진다. 대조 실험의 보정값을 결정한 후 흑연 뚜껑 6을 들어 올리고 시료를 도가니 5에 떨어뜨린 다음 뚜껑을 닫는다. 추출된 가스 혼합물의 분석 작업은 항 4.1.1 및 4.1.2에 명시된 바와 같이 수행하되, 각 분석 전에 반드시 대조 실험의 보정값을 측정해야 한다.

4.2. 고온 진공 가열법에 의한 산소의 결정(정량)

고온 진공 가열법에 의한 산소 측정 방법은 다음과 같다. 시료를 진공로의 흑연 도가니에 (2000 °C)에서 떨어뜨리면, 산소는 시료 표면으로 확산하고 도가니의 흑연과 평형을 이루는 기상 탄소(기체상 탄소)와 반응한다. 생성된 일산화탄소는 기상으로 방출되어 가스분석기에서 정량적으로 측정된다.

4.2.1. 시료를 용융하지 않고 니오브(ниобий), 탄탈(тантал), 몰리브덴(молибден), 텅스텐(вольфрам), 레늄(рений) 및 니오브-텅스텐, 니오브-몰리브덴, 탄탈-텅스텐, 몰리브덴-레늄, 텅스텐-레늄 합금에서 산소를 결정하는 경우(산소 질량분율 2·10%)

두께가 1 mm를 초과하지 않는 치밀한 시료와 3절에 명시된 방식으로 압축한 분말 및 박(foil) 시료를 분석한다. 분석은 «Гиредмет С-1403М1» 장비(도.2 참조) 또는 «Гиредмет С-911М1» 장비(도.1 참조)에서 수행한다. 계단식 흑연 도가니(도.6 참조) 대신 박벽 도가니(바닥 및 벽 두께 2 mm)를 사용한다. 분석을 실시하기 전에 도가니를 (2200±50) °C에서 1,5−2 시간 동안 탈가스 처리한다. 탈가스 종료는 대조 실험의 보정값 1·10% 산소량(시료 1 g당, 분석 온도 (2000±50) °C에서 10분간)에 의해 특징지어진다.

시료를 도가니에 떨어뜨린 후 10분 동안 고온 추출을 실시한다. 분석 결과에 보정값을 반영하기 위해 대조 실험은 각 시료 분석 전에 수행한다(항 4.1.1 및 4.1.2에 명시된 바와 같이). 분석은 대조 실험의 보정값을 결정할 때와 같은 절차로 진행하며, 분석 대상 물질의 총 질량이 10 g을 초과할 때까지 반복한다.

4.3. 탄소의 정량(결정)

진공 중 산화용융법에 의한 탄소 분석 방법은 다음과 같다. 진공 유도가열로에 코런덤(Al2O3) 도가니를 넣어 철-니켈 배합물을 용융시키고, 가스상으로부터 용융물에 산소를 포화시킨다. 그다음 계통 내에서 감압을 실시한다. 탈기 후 탄소가 제거된 니켈-철-산소 용융물이 형성된다. 여기에 분석할 금속 시료를 투하하면, 시료가 용해되는 동안 그 속의 탄소가 산화되어 반응 생성물이 기상으로 방출된다. 방출된 가스는 분석기로 보내져 그 양을 측정한다. 4.3.1. 지르코늄, 하프늄, 바나듐, 니오븀, 텅스텐, 몰리브덴, 레늄, 갈륨, 인듐, 이트륨, 희토류 금속 및 이들 이원 합금 중 탄소의 결정 — 진공 중 산화용융법(탄소 질량분율이 약 1·10^-3에서 3·10^-2 %인 경우) 분석은 “Гиредмет С-911М1” 장치(도면 1) 또는 “Гиредмет С-1403М1” 장치(도면 2)에서 실시한다. 추출로(집합체)는 도 30에 도시되어 있다. (도 30 그림) 1 — 석영 수냉 플라스크; 2 — 석영 깔때기; 3 — 두께 0.1 mm의 니켈 호일로 만든 스크린; 4 — 외부 코런덤 도가니(하단 직경 21 mm, 상단 직경 25 mm, 높이 45 mm); 5 — 내부 코런덤 도가니(하단 직경 17 mm, 상단 직경 21 mm, 높이 125 mm); 6 — 외부와 내부 도가니 사이에 채우는 코런덤 분말; 7 — 석영 받침대 도 30 외부 도가니(4)에 입자 크기 50–100 μm의 코런덤 분말을 4–5 mm 높이로 채운다. 분말은 도가니 재료로부터 만든다. 내부 도가니(5)를 외부 도가니에 삽입하고, 도가니 벽 사이에 코런덤 분말을 채운다. 깔때기(2) 내부에는 관 모양으로 말아 만든 니켈 호일 스크린을 넣는다. 호일 두께는 0.1–0.2 mm이다. 스크린의 외경은 깔때기 내부 직경과 같고, 스크린 높이는 깔때기의 원통부 높이보다 40–60 mm 더 길다. 추출로에 설치할 때 깔때기의 아랫단은 내부 도가니 안으로 3–5 mm 내려와 있어야 한다. 내부 도가니에는 카보닐 철 3.5 g과 길이 25 mm, 직경 12 mm인 니켈 봉 한 조각을 넣는다. 도가니 조립체를 석영 받침대(7)에 올려 플라스크(1) 내부에 설치하고 깔때기를 매단다. 분석을 위한 장치 준비 시 펌핑식 확산펌프의 트랩(도 1 참조)에 에틸 알코올 150–200 cm^3를 채우고 액체질소 또는 드라이아이스를 이용하여 그 온도를 −50…−70 °C로 낮춘다. 욕조(용융물) 예열은 추출로 내 압력이 0.67 Pa 이하(약 5·10^-3 torr)인 상태에서 시작한다. 온도는 (900±50) °C에서 (1600±50) °C까지 약 15분에 걸쳐 서서히 올린다. 욕조가 용융되고 용융물 위의 압력이 6.7 Pa 미만(약 5·10^-2 torr)이 되면 추출로에 산소를 (0.067±0.0067) MPa [(500±50) torr]의 압력으로 주입하고 용융물을 산소 분위기에서 5–7분 유지한 다음 산소를 배기하고 용융물을 15–20분 동안 탈기한다. 그다음 산소 주입과 3–5분간의 유지 과정을 한 번 더 반복한다. 그 후 용융물 온도를 (1700±50) °C까지 올리고 1.5–3시간 동안 탈기하여, 표 2에 지정된 분석 조건에서 시약 대비 보정 실험의 보정값이 2·10^-3 % 탄소(시료 1 g당) 이하가 될 때까지 진행한다. 표 2 (표) 분석 대상 물질 | 추출 온도, °C | 추출 시간, 분 | 욕조 질량:분석물 질량의 최대 허용비 | 한 도가니당 분석물 질량, g 갈륨, 인듐 및 이들의 합금 | 1500±50 | 5 | 5:1 | 10 탄탈륨, 니오븀, 몰리브덴, 레늄 및 그 합금들
1700 ±50
7
5:1
10
바나듐 및 그 합금들
1700±50
5
7:1
7
지르코늄, 이트륨, 희토류 금속 및 그 합금들
1650±50
3
10:1
5
하프늄
1800±50
10
20:1
2,5
텅스텐
1800±50
7
7:1
7

대조 실험 보정값은 각 시료의 분석 전에 결정한다.

장비 «Гиредмет С-1403М1»(도면 2 참조)에서는 대조 실험 보정값을 다음과 같은 순서로 결정한다: 측정 시작 5분 전 이내에 밸브를 초기 위치로 돌린다(밸브 7, 13 — 닫힘; 밸브 6, 9, 11 및 밸브 15 — 열림); 듀아르 용기를 액체질소와 함께 산화로의 돌기 쪽으로 올린다; 10–20초 후 밸브 7을 열고 밸브 6과 9를 닫으며 스톱워치를 작동시킨다; 가스 채취가 끝나면 밸브 7을 닫는다; 일산화탄소의 이산화탄소로의 산화 과정이 끝나면 밸브 9를 열고 분석 시스템에서 가스(질소)를 배기한 뒤 밸브 9를 닫고 듀아르 용기를 내리고, −60−70 °C로 냉각된 알코올이 든 듀아르 용기로 교체한다; 이산화탄소 해빙이 완료되면 맥클로드 자동 압력계 16으로 그 압력을 측정한다; 밸브 9를 열고 산화로 돌기를 해빙(가열)한다.

분석기에서 가스를 배기할 때 출입 챔버에 다음 시료를 적재하고 예비진공 펌프로 슬루즈를 펌핑한 후 슬루즈 밸브를 1.5−2회전 연다. 분석기에서 가스 배기가 끝나면 장비는 다음 분석 준비 상태가 된다(밸브 6과 9는 닫힘, 7은 열림). 스톱워치를 작동시키면 슬루즈 손잡이를 돌려 시료를 도가니에 투하하고 슬루즈를 닫는다.

장비 «Гиредмет С-911М1»(도면 1 참조)에서는 대조 실험 보정값을 다음과 같은 순서로 결정한다: 측정 시작 5분 전 이내에 밸브를 초기 위치로 돌린다(밸브 7 — “펌프” 위치, 밸브 16 및 산화로 밸브 11 — 열림, 밸브 10 — 닫힘); 듀아르 용기를 액체질소와 함께 산화로 돌기 11 쪽으로 올린다; 10–20초 후 밸브 7을 “펌핑(이송)” 위치로 돌리고 밸브 16을 닫으며 스톱워치를 작동시킨다; 가스 채취가 끝나면 밸브 7을 “펌프” 위치로 되돌린다; 일산화탄소의 산화가 끝나면 밸브 16을 열고 분석기에서 가스(질소)를 배기한다; 밸브 16을 닫고 액체질소 듀아르 용기를 −60−70 °C로 냉각된 알코올 듀아르 용기로 교체한다; 이산화탄소 해빙이 완료되면 맥클로드 압력계 12로 그 압력을 측정한다; 밸브 16을 열고 산화로 돌기를 해빙(가열)한다.

분석기에서 가스 배기가 끝나면 장비는 다음 가스 채취 준비 상태가 된다.

«Гиредмет С-1403М1» 및 «Гиредмет С-911М1» 장비에서의 시료 분석은 대조 실험 보정값을 결정할 때와 동일한 순서로 수행하며, 분석 대상 물질의 총 질량이 표 2에 표시된 값을 초과할 때까지 계속한다. 특정 재료에 적용되는 분석 조건은 표 2에 제시되어 있다.

4.3.2. 표면 전처리(표면 정화)를 행한 후 니오븀, 몰리브데넘, 규소에서의 탄소 측정(탄소 질량분율이 1·10에서 1·10%)

분석은 항목 4.3.1에 기재된 바와 같이 수행한다. 부식(식각) 후의 시료는 석영 적재 장치에 넣고 장비를 진공 상태로 만든다; 용탕을 용해하고 산화시킨다. 두 번째 산소 주입 전에 적재 장치를 관상로(튜브)로 가열한다. 몰리브데넘 가열 시로의 온도는 (500±50) °C, 니오븀 및 규소는 (950±50) °C이다. 5분 후 추출장치에 압력 (450±5) тор의 산소를 주입하고 2−3분 동안 유지한다. 그런 다음 시스템을 진공으로 만들고 압력이 (3−5)·10 тор에 도달하면 관상로 가열을 중단한다.

시료를 산소 분위기에서 가열하면 표면에 흡착된 탄소 및 질소가 제거된다. 결과적으로 표면 산화로 인해 탄소 함유 화합물 및 질소의 2차 흡착 가능성이 크게 감소한다.

탈가스(가스 제거) 시간은 1.5−2시간이다. 탈가스 종료는 대조 실험 보정값이 1 마이크로그램 탄소 미만이라는 것으로 특성화된다. 연속 두 번의 대조 실험 보정값 측정치의 차이는 0.1 마이크로그램 탄소를 초과해서는 안 된다.

(추가로 도입됨, 개정 N 1).

4.4. 질소의 측정

무탄소 니켈 용탕에서의 질소 결정을 위한 진공 용융법은 다음과 같다. 시료를 진공 유도로의 코런덤 도가니에 담긴 용융 니켈에 투입한다. 시료가 용탕에 용해된 후 질소가 용융물로부터 기상으로 방출되어 분석기로 이송되며, 그곳에서 그 양을 측정한다.

4.4.1. 알루미늄, 게르마늄 및 규소를 포함한 합금은 제외하고 니오븀, 탄탈럼, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 지르코늄, 하프늄, 이트륨, 희토류 금속 및 이들의 이원 합금에서 질소를 무탄소 니켈 용탕에서의 진공 추출법으로 결정하는 방법(질소의 질량분율이 от 1·10до 3·10%)

분석은 장치 «Гиредмет С-911М1»(도면 1 참조) 또는 장치 «Гиредмет С-1403М1»(도면 2 참조)에서 수행한다. 추출로의 조립 상태는 도면 30에 나타나 있다.

외부 도가니 4에는 입경 50−100 μm의 코런덤 분말을 높이 4−5 mm로 채운다. 분말은 도가니 재료로 만든다. 내부 도가니 5를 외부 도가니에 삽입하고 도가니 벽 사이에도 코런덤 분말을 충전한다.

추출로에 설치할 때 깔때기 2의 하단 끝은 내부 도가니 안으로 3−5 mm 내려와 있어야 한다. 내부 도가니에는 직경 12 mm, 길이 25 mm인 니켈 봉을 넣는다. 도가니 일체를 플라스크 1 내부의 석영 받침대 7에 설치하고 깔때기를 매단다.

용탕 예열은 추출로 내 압력이 0.402 Pa(3·10tor)를 넘지 않는 조건에서 시작한다. 온도는 (900±50) °C에서 분석 온도까지 10−15분에 걸쳐 서서히 올린다. 분석 온도에 도달하면(표 2 참조) 용융물을 1−1.5시간 동안 탈기하여 대조실험 보정치 5·10% 질소(시료 1 g당)를 얻을 때까지 진행한다.

대조실험 보정치는 각 시료 분석 전에 결정한다.

장치 «Гиредмет С-1403М1»(도면 2 참조)에서 대조실험 보정치는 다음 절차로 정한다: 추출로 30에서 가스 채취를 시작하기 적어도 5분 전에 분석 시스템을 초기 상태로 한다(밸브 7, 13은 닫고; 6, 9, 11은 열고; 밸브 15는 열어 둠; 산화로 10의 분기에는 액체 질소가 든 듀아르 용기를 올려 둠). 셔틀 챔버를 포르백 펌프로 배기한다. 셔틀 밸브를 1.5−2회전 연다. 밸브 7을 열고 6, 9를 닫고 스톱워치를 작동시킨다. 15초 후 셔틀 밸브를 닫는다. 10분 후 밸브 7을 닫고 밸브 6을 연다. 가스 혼합물 분리가 완료되면(진공계 전환기 스위치가 «ЛТ-2» 위치에 있을 때) 자동 맥-레오드 압력계 16으로 질소 압력을 측정한다. 그 다음 밸브 9를 연다.

분석기에서 가스를 셔틀 챔버로 배기할 때 다음 시료를 셔틀에 넣고 포르백 펌프로 셔틀을 배기한 다음 셔틀 밸브를 1.5−2회전 연다. 분석기에서 질소 배기가 완료되면 기기는 다음 분석 준비가 된다(밸브 6과 9는 닫고 7은 열려 있음). 스톱워치를 작동시킨 후 셔틀 손잡이를 돌려 시료를 도가니로 낙하시킨 다음 셔틀을 닫는다.

장치 «Гиредмет С-911М1»(도면 1 참조)에서는 대조실험 보정치를 다음과 같이 결정한다: 추출로 1에서 가스 채취를 시작하기 적어도 5분 전에 분석 시스템을 초기 상태로 한다(밸브 7을 '배기' 위치에 두고, 밸브 16과 산화로 밸브 11을 열며, 밸브 10는 닫고, 산화로 분기에는 액체 질소 든 듀아르 용기를 올려 둠). 밸브 7을 '펌핑(перекачка)' 위치로 옮기고 밸브 16을 닫고 스톱워치를 작동시킨다. 10분 후 밸브 7을 '배기' 위치로 옮기고 분석 시스템의 진공계 지시를 통해 가스 혼합물 분리 완료를 관찰한다. 맥-레오드 압력계 12로 질소 압력을 측정하고 밸브 16을 열어 질소를 배기한다.

분석기에서 가스를 배기한 후 장치는 다음 분석 준비가 된다.

장치 «Гиредмет С-1403М1» 및 «Гиредмет С-911М1»에서의 시료 분석은 대조실험 보정치를 결정할 때와 동일한 순서로 수행하며, 분석 대상 물질의 총 질량이 표 3에 기재된 값을 초과할 때까지 계속한다.

표 3

분석 대상 물질	추출 온도, °C	추출 시간, 분	용탕 질량 대 분석물질 질량의 최대 허용 비율	한 도가니당 분석물질 질량, g
니오븀, 탄탈럼, 바나듐 및 이들의 크롬·텅스텐 및 상호 합금	1800±50	10	10:1	3
몰리브덴, 텅스텐, 레늄 및 이들의 합금	1800±50	10	7:1	4
지르코늄 및 하프늄 및 이들의 합금	1800±50	10	25:1	1
희토류 금속, 이트륨 및 이들의 합금	1700±50	5	7:1	5

각 시료에서 가스 추출이 끝난 후 각 용탕에 니켈 1 g을 첨가하고 용융물을 3분간 탈기한다.

분석 운전 중 산화로의 연장부는 항상 액체 질소가 채워진 듀어 플라스크에 잠긴 상태로 유지된다.

개별 재료에 적용되는 분석 조건은 표 3에 주어져 있다.

4.4.2. 입자 크기가 10−100 μm이고 산소 함량이 0.07% 이상인 니오븀 및 탄탈럼 분말에서의 질소와 탄소의 동시 측정(질소의 질량분율이 1·10에서 3·10%까지이고 탄소가 1·10에서 2·10%까지).

분석은 p. 4.4.1.에 기재된 바와 같이 «Гиредмет С-911М1» 또는 «Гиредмет С-1403М1» 장비에서 수행한다.

분석기에서 질소 압력을 측정한 후 질소를 펌프로 제거하고 냉각된 알코올을 이용해 산화로의 트랩 온도를 약 영하 70 °C까지 낮춘다. 그 다음 기체 상태 이산화탄소의 압력을 측정한다.

4.4.3. 표면 전처리를 한 니오븀, 몰리브데넘, 규소에서의 질소 측정(질소의 질량분율이 2·10에서 2·10%까지)

장비 준비는 p. 4.1.1에 기술된 바와 같이 수행하고, 시료 산화는 p. 4.3.2.에 기술된 바와 같이 한다. 용융물은 2~2.5시간 동안 탈기한다. 탈기 종료는 대조 실험 보정값이 질소로서 2 μg 미만일 때로 정의한다. 연속한 두 번의 대조 실험 보정값 측정값의 차이는 0.2 μg 질소를 초과해서는 안 된다.

니오븀과 몰리브데넘 분석은 p. 4.4.1에 기재된 대로 수행하되 규소에 대해서는 다음과 같다:

추출 온도	(1500±50) °C;
추출 시간	5 분;
한 도가니당 분석물질 질량	6 g 이하.

4.4.2, 4.4.3. (추가로 도입됨, 개정 N 1).

4.5. 수소의 측정

수소 측정용 진공 가열법은 다음과 같다. 시료를 진공로용 흑연 도가니에 넣으면 약 1200 °C에서 금속의 수소 함유 화합물이 분해된다. 이로써 기상으로 방출된 수소는 분석기로 들어가 알려진 용적에서 그 압력을 측정한다.

4.5.1. 융점이 약 1200 °C 이상인 니오븀, 탄탈럼, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 지르코늄, 하프늄, 희토류 금속 및 이들의 합금에서의 수소 측정(수소 질량분율이 약 2·10%)에 대해) 진공 가열법으로 실시한다.

분석에는 소결된 실체 시료와 분말 및 박막 시료를 사용하며, 제3장에서 지시된 대로 프레스 성형한다. 분석은 도면 1의 «Гиредмет С-911М1» 또는 도면 2의 «Гиредмет С-1403М1» 장비에서 수행한다. 단계형 흑연 도가니 대신 바닥과 벽 두께가 2 mm인 박벽형 도가니를 사용한다. 분석 전에 도가니를 (1800±50) °C에서 1~1.5시간 동안 탈기한다. 탈기 종료는 대조 실험 보정값이 (1200±20) °C에서 10분 동안 시료 1 g당 수소로서 1·10% 미만일 때로 한다.

추출 시간 — 10 분. 대조 실험 보정값의 결정은 pп.4.1.1 및 4.1.2.에 기술된 바와 같다. 특징적인 점은 분석 시 산화로가 분석 계통으로부터 분리되어 있다는 것이다. 분석은 대조 실험 보정값을 결정하는 것과 동일한 절차로 진행한다. 전체 분석물질 질량이 10 g을 초과할 때까지 과정을 계속한다.

5. 결과 처리

5.1. 불순물의 질량분율( )를 백분율로 계산할 때는 다음 공식에 따른다.

,

여기서  — 분석기 내의 기체(SO, N, H)의 압력(분압)으로서, 대조 실험 보정값을 뺀 후의 값, Pa(토르);

 — 분석기 용적, cm;

 — 시료 질량, g;

 — 계산에 사용되는 상수. 산소의 경우 8.7·10, 탄소의 경우 6.6·10, 질소의 경우 1.5·10 및 수소의 경우 1, 1·10.

5.2. 두 개의 병행 측정 결과 간의 절대 허용 편차는 신뢰도 =0.95에서 표 4에 제시된 값을 초과해서는 안 된다. 불순물 질량분율의 중간값에 대해서는 선형 보간으로 허용 편차를 결정한다.

표 4

측정 불순물	측정되는 질량분율, %	절대 허용 편차, %
산소	5·10	5·10
	1·10	1·10
	2·10	1.5·10
	5·10	4·10
	1·10	5·10
	2·10	7·10
	5·10	2·10
	1·10	4·10
	2·10	6·10
탄소 또는 질소	1·10	1·10
	2·10	2·10
	5·10	4·10
	1·10	6·10
	5·10	2·10
	1·10	3·10
	1·10	2.5·10
	3·10	7·10
수소	2·10	1.2·10
	5·10	2.4·10
	1·10	4·10
	5·10	1.5·10
	1·10	3·10
	2·10	7·10

(개정판, 개정 N 1).

5.3. 불순물 측정 방법의 간략한 특성은 표 5에 제시되어 있다.

표 5

측정 불순물	불순물 측정 방법	측정 가능한 질량분율 하한, %
산소	용탕 없이 용융(니오븀, 몰리브데넘 및 이들의 합금)	5·10
	니켈용탕에서의 용융	1·10
	백금용탕에서의 용융	5·10
	니켈용탕에서의 용융 및 니켈 캡슐 사용	2·10
	시료를 용융하지 않는 고온 진공가열	2·10
	용융 없이(희토류 플루오르화물)	1·10
	희토류 플루오르화물 용탕에서의 용융	2·10
	용융 없이(인듐, 갈륨 및 이들의 합금)	5·10
	주석을 사용한 니켈용탕 및 니켈 캡슐에서의 용융	1·10
	구리-니켈 용탕에서의 용융	1·10
탄소	진공 중 산화용융법	1·10
질소	무탄소 니켈 용탕에서의 진공 추출법	2·10
수소	진공가열법	2·10

(추가로 도입됨, 개정 N 1).