ГОСТ 23862.13-79

ГОСТ 23862.13−79 란탄, 네오디뮴, 가돌리늄, 디스프로슘, 이트륨 및 그 산화물. 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 터븀, 디스프로슘 산화물 불순물의 측정방법 (개정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 23862.13−79

그룹 В59

국가간 표준

란탄, 네오디뮴, 가돌리늄, 디스프로슘, 이트륨 및 그 산화물

프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 터븀, 디스프로슘의 산화물 불순물 측정방법

란탄, 네오디뮴, 가돌리늄, 디스프로슘, 이트륨 및 그 산화물. 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 터븀, 디스프로슘 산화물 불순물의 측정방법

МКС 77.120.99
ОКСТУ 1709

시행일 1981−01−01

소비에트 연방 국가표준위원회 결의 1979년 10월 19일 N 3988에 따라 시행일이 1981.01.01로 정해짐

유효기간 제한은 국가간 표준화·계측·인증위원회 의사록 N 7−95에 따라 해제됨 (ИУС 11−95)

개정판(변경 N 1, 2 포함), 1985년 4월, 1990년 5월 승인 (ИУС 7−85, 8−90).


본 표준은 란탄, 네오디뮴, 가돌리늄, 디스프로슘, 이트륨 및 그 산화물에서 프라세오디뮴, 네오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 터븀, 디스프로슘의 산화물 불순물을 측정하는 발광법(루미네선스법)을 규정한다.

이 방법은 스파크 방전 또는 X선 조사로 분석 대상 물질의 결정형 인광체 내 불순물 희토류 이온(활성자)의 발광 스펙트럼을 여기시키고 얻은 발광을 기록하는 데 기반한다. 불순물 함량은 첨가법(스파이크법)으로 구한다.

X선 조사에 의한 측정 가능한 산화물 불순물의 질량분율:

스파크 방전에 의한 측정 가능한 산화물 불순물의 질량분율:

(수정된 판, 수정 N 1, 2).

1. 일반 요구사항

1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 — ГОСТ 23862.0−79에 따름.

2. 장치, 재료 및 시약

잔광 모드에서 발광 스펙트럼을 기록하는 장치(도.1).

1 — 스파크 발생기 ИГ-3; 2 — 차폐 덮개; 3 — 네 개의 이동식 텅스텐 전극을 가진 셔터(오브튜레이터) 디스크; 4 — 구리-흑연 브러시; 5 — 셔터 날개; 6 — 고정 텅스텐 전극; 7 — 크리스탈 형광체 큐벳; 8 — 전동기 СЛ-521; 9 — 회절 단색기 МДР-2; 10 — 광전자증배관 ФЭУ-18; 11 — 전동기 РД-09; 12 — 고전압 안정형 정류기 ВСВ-2; 13 — 전자 기록계

도.1

X선 조사로 여기된 발광 스펙트럼을 기록하는 장치(도.2).

1 — X선관 전원 블록; 2 — X선관; 3 — 크리스탈 형광체 정제를 포함한 시료 공급 큐벳(타블렛); 4 — 콘덴서; 5 — 단색기; 6 — 광전자증배관; 7 — 고전압 안정기; 8 — 광전자증배관; 9 — 포텐시오미터

도.2

온도 조절기가 장착되어 최대 1200 °C까지 가능한 무펠로 가마.

전기 가열판.

온도 조절기가 장착되어 최대 120 °C까지 가능한 건조기.

절구와 공이(자스퍼, 유기 유리 또는 니오븀 재질).

유기 유리(아크릴) 박스.

분석용 저울 ВАР-200형 또는 동등한 것.

토션 저울 ВТ-500형 또는 동등한 것.

플래티넘 도가니 N 7.

알룬드 도가니 N 122, 용량 15−20 см.

흡습성 솜 — ГОСТ 5556–81에 따름.

트레이싱 페이퍼(칼카) — ГОСТ 892–89에 따름.

석영(쿼츠) 컵, 용량 30−50 см.

도자기 소형 용기(포르셀린 보트) — ГОСТ 9147–80에 따름.

고순도 질산 — ГОСТ 11125–84에 따름, 1:1로 희석.

고순도 염산 — ГОСТ 14261–77에 따름, 1:1로 희석.

염화나트륨 — ГОСТ 4233–77에 따름, 화학적 순수 등급, 농도 10 g/dm의 용액.

이중 탈이온수.

정제 에틸 알코올(공업용) — ГОСТ 18300–87에 따름.

분석 대상 불순물에 대해 순수한 란타늄, 프라제오디뮴, 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 디스프로슘, 테르븀, 이트륨의 산화물.

I 용액(저장용) — 프라세오디뮴, 사마륨, 디스프로슘, 테르븀의 용액으로서, 각 희토류 원소(산화물 환산) 1 mg/cm³을 포함: 산화 희토류 100 mg을 용량 50 cm³ 비커에 넣고 물로 적신 다음 0.5–1 cm³ 염산을 가하여 전기 가열판에서 용해될 때까지 가열한다. 실온으로 식힌 뒤 용액을 용량 100 cm³ 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운 다음 잘 섞는다. I 작업용 용액 — 산화물 환산으로 희토류 1 μg/cm³를 포함하는 용액은 저장용 I 용액을 물로 1,000배 희석하여 준비한다. II 용액(저장용) — 사마륨, 유로퓸, 가돌리늄, 디스프로슘, 테르븀의 용액으로서, 각 희토류 원소(산화물 환산) 1 mg/cm³을 포함: 산화 희토류 100 mg을 용량 50 cm³ 비커에 넣고 물로 적신 다음 0.5–1 cm³ 질산을 가하여 전기 가열판에서 용해될 때까지 가열한다. 실온으로 식힌 뒤 용액을 용량 100 cm³ 메스플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채운 다음 잘 섞는다. II 작업용 용액 — 산화물 환산으로 희토류 1 μg/cm³를 포함하는 용액은 저장용 II 용액을 물로 1,000배 희석하여 준비한다. III 용액(저장용) — 프라세오디뮴, 네오디뮴 및 사마륨 산화물 각각을 산화물 환산으로 3 mg/cm³ 포함하도록 다음과 같이 준비한다: 각 산화물 300 mg을 용량 100 cm³ 비커에 넣고 물로 적신 다음 6–10 cm³ 염산을 가한다. 전기 가열판에서 용해시킨 후 유리 덮개를 덮어 습성 염이 될 때까지 감압 없이 증발 농축(또는 증발)시키고, 생성물을 용량 100 cm³ 메스플라스크로 옮겨 물로 눈금까지 채운 다음 잘 섞는다. 제3용액 작업액(각 산화물별 3 µg/cm³를 함유)인 용액 III는 저장용(스톡) 용액 III를 물로 1000배 희석하여 제조한다. 작업용 용액 III(각 산화물별 1.5 µg/cm³를 함유)는 작업용 용액 III를 물로 2배 희석하여 신선히 제조한다. (수정된 본문, 수정 N° 1, 2). 3. 분석 수행 3.1. 결정 인광체(크리스탈로포스퍼) 제조 3.1.1. 란탄으로부터의 결정 인광체: 4개의 석영(쿼츠) 접시에 각 300 mg의 분석 시료(란탄 산화물 또는 해당 금속량)를 넣고, 각 접시에 염화나트륨 용액 2 cm³와 염산 0.5–1 cm³를 가한다. 두 접시에는 프라세오디뮴·사마륨·디스프로지움의 작업용 용액 I(1 µg/cm³)를 넣어, 해당 희토류 성분의 함량이 시료 내 예상 함량보다 1.5–3배가 되도록 한다. 그런 다음 4개 접시를 전열판에 올려 시료를 용해시키고 건조될 때까지 증발시키며, 무펠 가마(muffle furnace)에서 700–750 ℃로 20–25분 소성한 뒤 상온으로 냉각시킨다. X선 여기(방사)에서의 경우: 플래티넘 도가니 6개에 각각 300 mg의 분석 시료(란탄 산화물 또는 해당 금속량)를 넣고, 각 도가니에 물 1 cm³와 염산 2 cm³를 가한다. 두 도가니에는 작업용 용액 III(각 산화물별 3 µg/cm³)를 1 cm³씩 넣고, 다른 두 도가니에는 작업용 용액 III를 1 cm³(각 1.5 µg/cm³)씩 넣으며, 나머지 두 도가니에는 물 1 cm³를 가한다. 6개의 도가니를 냉(차가운) 전열판에 놓고 점차 가열하여 시료를 용해시키고 건조될 때까지 증발시킨 후, 무펠 가마에서 700–750 ℃로 25분 소성하고 상온으로 냉각시킨다. 얻어진 결정 인광체는 니오븀(질산?) 절구에서 가볍게 연마하고, 유백지(칼크) 봉투에 넣어 건조기(디시케이터)에 보관한다. (수정된 본문, 수정 N° 1, 2). 3.1.2. 네오디뮴으로부터의 결정 인광체: 50 cm³ 용량 비커에 분석 시료 네오디뮴 산화물 150 mg(또는 해당 금속량)을 넣고 물로 적신 다음 염산 1–1.5 cm³를 가하여 전열판에서 용해시킨다. 상온으로 냉각한 후 25 cm³ 용량 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 용액 A를 만든다. 그런 다음 4개의 석영 접시에 각 300 mg의 란탄 산화물(프라세오디뮴 및 사마륨이 정제된 것)을 넣고, 용액 A, 염화나트륨 용액 및 염산을 각 1 cm³씩 가한다. 이후 절차는 3.1.1항과 같으며, 프라세오디뮴·사마륨의 작업용 용액 I을 사용한다. 무펠 가마에서 700–800 ℃로 15–20분 소성한다. 3.1.3. 디스프로지움으로부터의 결정 인광체: 50 cm³ 용량 비커에 디스프로지움 산화물 150 mg(또는 해당 금속량)을 넣고 물로 적신 다음 염산 1–1.5 cm³를 가하여 전열판에서 용해시킨다. 상온으로 냉각한 후 25 cm³ 용량 눈금 플라스크로 옮기고 물로 눈금까지 채워 용액 B를 만든다. 그런 다음 4개의 석영 접시에 각 300 mg의 이트륨 산화물(터븀에 대해 정제된 것)을 넣고, 용액 B, 염화나트륨 용액 및 염산을 각 1 cm³씩 가한다. 이후 절차는 3.1.1항과 같으며, 터븀의 작업용 용액 I을 사용한다. 무펠 가마에서 800–850 ℃로 25–30분 소성한다. 3.1.4. 이트륨 또는 가돌리늄으로부터의 결정 인광체: 4개의 알룬다(알룬나이트레스) 도가니에 각 300 mg의 분석 시료(이전 단계에서 산화물로 전환된 이트륨 또는 가돌리늄)를 넣고, 물 1 cm³ 및 염산 2 cm³를 각 도가니에 가한다. 두 도가니에는 작업용 용액 II를 넣어 측정하고자 하는 희토류 불순물의 질량분율이 시료 내 예상값보다 1.5–3배가 되도록 한다. 다른 두 도가니에는 물 1 cm³를 가한다. 시료 중 각 불순물의 질량분율이 1·10^? %를 초과하는 경우(원문: 1·10...), 각 불순물을 별도의 결정 인광체로 분석한다. 즉, 각 불순물을 측정하기 위해 4개의 알룬다 도가니에 각각 300 mg의 분석 시료(이트륨 산화물 또는 가돌리늄 산화물)를 넣는다. 두 도가니에는 해당 작업용 용액 II를 넣어 그 불순물의 질량분율이 시료의 예상값보다 1.5–3배가 되도록 하고, 나머지 두 도가니에는 물 1 cm³를 가한다. 각 도가니 내용물을 유리막대로 혼합하고, 100–110 ℃ 건조오븐에서 건조될 때까지 증발시킨 뒤 절구에서 1–2분간 연마하고 동일한 도가니로 되돌린 다음, 무펠 가마에서 1000–1100 ℃로 1시간 소성하고 상온으로 냉각시킨다. (수정된 본문, 수정 N° 1, 2). 3.2. 여기 및 발광 스펙트럼 기록 각 결정 인광체를 절구에서 연마한 뒤 석영창이 있는 큐벳에 넣는다. 각 산화물 분석 시에는 네 개의 결정 인광체에 대해 첨가량이 큰 것부터 차례로 여기 및 발광 스펙트럼을 기록한다. 결정 인광체가 들어 있는 큐벳은 셔터 디스크 뒤(도면 참조)에 배치한다. 발광 스펙트럼은 정지된 텅스텐 전극과 회전하는 셔터 디스크에 장착된 네 개의 가동 텅스텐 전극 중 하나 사이의 스파크 방전으로 여기한다. 셔터 디스크는 SL-521 구동기로 회전하여 50 s^-1의 회전수를 갖는다. 이때 단색기 입구슬릿은 셔터로 막혀 있다. 단색기 입구 슬릿 폭은 15–20 µm, 출구는 20–40 µm이다. 스파크 방전이 멈춘 후 일정 시간(원문: 2·10... s) 후에 단색기 입구 슬릿을 열어 결정 인광체의 잔광을 일정 시간(원문: 2·10... s) 동안 기록한다. (수정된 본문, 수정 N° 2). 3.2.1. 각각의 결정 인광체 스펙트럼은 첨가량이 큰 시료부터 순서대로 여기하고 기록한다. 결정 인광체를 시료 공급 큐벳에 넣은 후 커버를 올려 셔틀 구멍을 통해 챔버에 삽입한다. 발광 스펙트럼은 X선으로 여기하며, X선관 전압은 네오디뮴 측정의 경우 25 kV, 프라세오디뮴 및 사마륨 측정의 경우 15 kV로 설정한다. 단색기 입구 슬릿 폭과 광전자증배관(ФЭУ, PMT)의 전압은 첨가량이 큰 시료를 분석할 때, 레코더(포텐시오미터) 상에서 피크 높이가 전체 눈금의 40–50%가 되도록 조정한다. 이때 배경 신호는 전체 눈금의 10%를 초과하지 않아야 하며, 이는 포텐시오미터 증폭 계수 조정으로 달성한다. 출구 슬릿 폭은 입구 슬릿 폭의 1.5배로 설정한다. (수정된 본문, 수정 N° 1, 2). 4. 결과 처리 4.1. 각 기록지(registrogram)에서 불순물 원소의 분석선 피크 높이(H) (표 1 참조)를 측정한다. 표 1 - 원소 - 측정 스펙트럼 구간, nm - 분석선 파장, nm - 기지(모체) 프라세오디뮴 - 615–635 - 628 - 란탄 및 네오디뮴에서 사마륨 - 550–580 - 565 - 이트륨 및 가돌리늄에서 (또한) - 590–610 - 600 - 란탄 및 네오디뮴에서 유로퓸 - 600–630 - 612 - 이트륨 및 가돌리늄에서 가돌리늄 - 300–330 - 319 - 이트륨에서 디스프로지움(디스프로슘) - 560–590 - 572 - 이트륨 및 가돌리늄에서 (또한) - 565–580 - 570 - 란탄에서 터븀 - 530–560 - 544 - 이트륨 및 가돌리늄에서 (또한) - 535–552 - 543 - 디스프로지움에서 프라세오디뮴(렌트겐 여기 시) - 485–510 - 494 (500) - 란탄에서 (X선 여기 시) 네오디뮴 - 850–950 - 900 - (비고 없음) 사마륨 - 550–580 - 565 - (비고 없음) 두 개의 병행 측정으로 얻은 H1 및 H2 값으로부터, 첨가 없는 시료로 제조한 두 결정 인광체의 두 기록지에서 산출된 값의 산술평균 H0를 구한다. 각 결정 산화물의 질량분율(w, %)은 다음 식으로 계산한다. (수식 이미지) 여기서 - wad — 첨가한 해당 산화물의 질량분율, % - Hд — 첨가된 시료로부터 얻은 기록지에서의 분석선 피크 높이 첨가량이 3.1항의 요구사항을 만족하지 않을 경우, 새로운 첨가량으로 분석을 반복한다. 4.2. 병행 측정의 재현성 관리를 위해 첨가 없는 시료로 제조한 두 결정 인광체의 두 기록지에서 얻은 H1 및 H2로부터 각 병행 측정의 결과 R1 및 R2(각 병행 측정의 결과값)를 계산한다. 두 병행 측정 또는 두 분석 결과의 차이는 표 2에 기재된 허용 편차를 초과해서는 안 된다. 표 2 - 기지(모체) - 측정되는 불순물 - 허용 편차 란탄 및 그 산화물 - 프라세오디뮴 산화물 : 2.0 - 네오디뮴 산화물 : 2.0 - 사마륨 산화물 : 3.0 - 디스프로지움 산화물 : 3.0 네오디뮴 및 그 산화물 - 프라세오디뮴 산화물 : 2.4 - 사마륨 산화물 : 3.6 디스프로지움 및 그 산화물 - 터븀 산화물 : 1.9 이트륨 및 가돌리늄 및 그 산화물 - 사마륨 산화물 : 2.0 - 유로퓸 산화물 : 2.8 - 가돌리늄 산화물 : 2.3 - 디스프로지움 산화물 : 3.0 - 터븀 산화물 : 2.7 (참고: 본 번역에서는 원문에 포함된 일부 지수 및 기호가 이미지로 제공되어 읽기 불완전한 부분(예: 2·10... s, 1·10... %)은 원문의 형태를 보존하면서 가능한 범위에서 해석하여 번역하였습니다. 필요한 경우 원문 이미지의 정확한 지수 값을 제공해 주시면 그에 맞춰 정밀 번역을 제공하겠습니다.)