ГОСТ 23902-79

ГОСТ 23902–79 티타늄 합금. 분광 분석 방법 (개정 N 1, 2 포함)

ГОСТ 23902−79*

그룹 В59

소련 국가 표준

티타늄 합금

분광 분석 방법

Titanium alloys. Methods of spectral analysis

ОКСТУ 1809

시행일 1981−07−01

소련 국가표준위원회 1979년 11월 21일 결의 N 4443에 따라 시행일이 1981.07.01로 정해짐

1985년에 검토됨. 국가표준위원회 결의 1985.12.20 N 4508에 따라 유효기간이 1991.07.01까지 연장됨**

________________

** 유효기간 제한은 국가표준위원회 결의 1991.04.29 N 609에 의해 해제됨(ИУС N 8, 1991). — 데이터베이스 제작자 주.

* 재간행(1988년 10월) 및 1986년 8월에 승인된 개정 N 1 포함(ИУС 3−86).

개정 N 2는 소련 국가위원회(제품 품질 관리 및 표준화) 결의 1991.04.29 N 609로 승인되어 1991.09.01부터 시행됨.

개정 N 2는 데이터베이스 제작자가 ИУС N 8, 1991의 본문에 따라 반영함.


본 표준은 티타늄 합금(가공용 및 주조용)에서 합금원소 및 불순물의 질량분율을 결정하기 위한 분광 분석 방법을 규정한다: 알루미늄, 바나듐, 철, 규소, 망간, 몰리브덴, 주석, 크롬, 니켈, 지르코늄, 구리.

1. 일반 요구사항

1.1. 티타늄 합금에서 합금원소 및 불순물의 질량분율은 보정(교정) 그래프에 의해 결정한다. 기기의 보정에는 다음 두 가지 방법 사용을 규정한다:

“세 표준” 방법;

“대조 표준” 방법.

스펙트럼의 기록은 사진법 또는 광전법으로 한다.

사진법으로 분석할 때 보정 그래프는 다음 좌표에 따라 작성한다:

,

여기서  — 분석 원소 선과 비교 원소 선의 암흑도(흑화도) 차이;

 — 표준시료(СО)에 포함된 분석 원소의 질량분율.

광전법으로 분석할 때 보정 그래프는 다음 좌표에 따라 작성한다:

, , ,

여기서  — 출력 측정 장치의 지시값;

 — 표준시료(СО)에 포함된 분석 원소의 질량분율.

1.2. 시료의 증발 및 스펙트럼의 여기를 위해 스파크(방전) 및 아크 광원을 사용한다.

1.3. 기기 보정을 위해 다음의 국가표준시료(ГСО)들을 사용한다: ГСО NN 1641−79 — 1645−79, 1792−80 — 1796−80, 2194−81 — 2198−81, 2881−84 — 2885−84, 3047−84 — 3050−84.

(수정된 판, 개정 N 1).

1.3.1. 부문별 표준시료(ОСО 5−84 — 7−84, 20−84 — 28−84), 기업 표준시료 및 새로 제작되는 모든 등급의 티타늄 합금 조성에 대한 표준시료 사용을 허용한다.

(추가로 도입됨, 개정 N 1).

1.4. 시료 채취는 규정된 기술문서에 따라 수행한다.

1.5. 원소 질량분율 결정의 정확성 검증은 분광 분석 결과를 화학적 방법으로 수행한 분석 결과와 비교하여 수행한다(см. ГОСТ 19863.1−80* — ГОСТ 19863.13−80*). 허용되는 절대 편차(백분율)는 다음 식으로 계산된 값 이하이어야 한다
________________
* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 19863.1−91 — ГОСТ 19863.13−91가 적용된다. 이하 본문에서 동일. — 데이터베이스 제작자 주.

,

여기서  — 화학적 방법으로 수행한 시료 분석 결과, %;

 — 분광 방법으로 수행한 시료 분석 결과, %;

— 분광 분석법의 재현성 값;

— 화학적 분석법의 재현성 값.

(개정판, 수정 N 1, 2). 2. 사진법(포토그래픽) 분광분석 방법 2.1. 단일(고형) 시료의 분석 2.1.1. 방법의 본질 이 방법은 아크(또는 스파크) 방전으로 시료의 스펙트럼을 여기시킨 다음 스펙트로그래프를 사용하여 감광판에 기록하는 데 기초한다. 2.1.2. 장비, 재료 및 시약 - 중간 분산형 스펙트로그래프, 석영(쿼츠) 광학의 ИСП-30형. - 광원: искровой(스파크) 발생기 ИГ-3형 또는 ИВС-23형, 또는 아크 발생기 ДГ-2형 또는 ИВС-28형. - 마이크로포토미터 МФ-2형 또는 ИФО-460형. - 3단 감쇠기. - 스펙트럼용 흑연 전극(탄소봉) 등급 С-2 또는 С-3, 직경 6 мм. - 마그네슘 봉(MГ-95 또는 MГ-90) — ГОСТ 804–72에 따른 것, 직경 6–8 мм. * 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 804–93가 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주. - 구리 봉 등급 M00, M1 또는 M2 — ГОСТ 859–78에 따른 것, 직경 6 мм. * 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 859–2001이 적용된다. 이하 문서 전체에 동일. — 데이터베이스 제작자 주. - 스펙트럼용 감광판 타입 1, 2, ЭС, СП-1 또는 УФШ-3, 감도 3–10 단위. - 현상액 No.1. - 산성 픽서(고정액). - 탁상형 선반 ТВ16형. - 연삭기 ЭТ-62형. - 흑연 전극 연마용 장치. - 흡습성 면솜 — ГОСТ 5556–81에 준함. - 정제 에틸 알코올(공업용) — ГОСТ 18300–87에 준함. 다른 장비, 설비 및 재료는 본 표준에서 요구하는 것과 같거나 더 나은 분석 정확도를 얻을 수 있는 경우 사용할 수 있다. (개정판, 수정 N 2). 2.1.3. 시료 준비 분석에는 다음 형태와 치수의 시료를 사용한다: - 직경(또는 변) 10–40 мм, 길이 20–100 мм의 원형 또는 사각 단면 봉; - 두께가 2 мм 이상인 프로필, 스트립, 디스크; - 두께가 0.5 мм 이상인 판재; - 두께 0.7–1.5 мм, 폭 12–15 мм, 길이 15 мм 이상인 칩(절삭물). 칩을 프레싱하거나 비활성 분위기에서 용융하여 얻은 시료의 사용을 허용한다. 분석 대상 시료의 검사 표면은 선반 또는 연삭기로 평면으로 연마한다. 표면 거칠기 매개변수는 ГОСТ 2789–73에 따라 20 мкм를 넘지 않아야 한다. 칩을 분석할 때는 평평한 면을 사용하며, 이를 사전에 알코올로 닦는다. 검사 대상 시료의 표면에는 함몰, 긁힘, 균열, 슬래그 포함물, 눌린 자국(납음), 물결무늬, 열변색(표면 변색) 등이 있어서는 안 된다. 표준(контроль) 시료(СО) 및 분석 대상 시료(АО)의 분석 준비는 해당 측정 시리즈에서 동일해야 한다. 대전극(대극)은 반구(반지름 3–6 мм), 꼭지각 60–90°의 절단 콘(평면 직경 1.0–1.5 мм 포함) 또는 꼭지각 120°의 콘 형태로 연마한다. 2.1.4. 분석 수행 사진법에 의한 분석 조건은 표 1에 제시되어 있다. 표 1 (아래는 표의 항목별 대응) - 장비, 재료 및 제어 파라미터 | 분석 수행 조건 - (빈 칸) | 단일(고형) 시료 | (빈) | (빈) | (빈) | 용액 - (빈) | 원소(элементов) | (병합 3칸) 불순물(примесей) | 합금원소 및 불순물(легирующих элементов и примесей) - 스펙트로그래프 | ИСП-30형 - 발생기 | ИГ-3형, ИВС-23형 (복잡한 회로) | (병합2칸) ДГ-2형, ИВС-28형 | ИГ-3형, ИВС-23형 (복잡한 회로) | ИГ-3형 (복잡한 회로) - 스펙트로그래프 슬릿 폭, мм | 0.010–0.020 | (병합2칸) 0.007–0.020 | 0.010–0.020 | 0.020 - 슬릿 조명 시스템 | 3-렌즈 - 정전용량, μF | 0.01 | (병합2칸) - | 0.01 | 0.01 - 인덕턴스, mH | 0–0.05 | (병합2칸) - | 0.15 | 0.05 - 전류, A | 1.8–3.0 | (병합2칸) 2.0–10.0 | 2.0–3.0 | 2.0 - 전압, V | 220 - 분석 구간(анализичеcкий промежуток), мм | 2.0–2.5 | (병합2칸) 1.5–2.0 | 2.0 | 2.0 - 방전기 설정 간격(задающий промежуток разрядника), мм | 3.0 | (병합2칸) 0.5–0.9 | 3.0 | 3.0 - 예비 방전(предварительного обыскивания) 시간, s | 30–60 | (병합2칸) 5 | 30 | 30–60 - 대전극(противоэлектрод) | 탄소(흑연), 구리 또는 마그네슘 | (병합3칸) | 탄소(흑연) - 감광판(фотопластинки) | 타입 1, ЭС, УФШ-3 또는 СП-1 | (병합3칸) | 타입 2, УФШ-3 - 교정 그래프의 좌표 (Координаты градуировочного графика) (표의 다음 항목은 원문이 이어짐)

, *

________________

* 원본과 일치함. — 데이터베이스 제작자의 주석.

주석:

1. 매개변수는 지시된 값의 범위 내에서 설정한다.

2. 노출 시간은 사용되는 감광판의 감도에 따라 설정하며; 그 시간은 15초 이상이어야 한다.

3. — 분석선과 선 근처 배경의 암도 차이.


분석 스펙트럼 선의 파장 및 측정되는 질량분률 범위는 표 2에 나와 있다.

표 2

측정 원소	시료 형태	측정 원소 선의 파장, нм		비교선의 파장, нм		측정 질량분률 범위, %
알루미늄	고체	I 396,15 I 394,40 III 360,16		I 394,78 II 356,16		0,2−0,7 2,0−8,0
		I 309,27*		I 310,62 II 304,88 II 303,87		0,5−7,0
		II 281,62**		II 284,19 II 282,00		2,0−8,0
		I 257,51		I 243,41		0,004−0,2
	용액	I 394,40		I 394,86		0,2−8,0
바나듐	고체	II 326,77		II 326,37 II 303,87 II 299,02		0,2−3,0
		II 310,23 II 309,31 II 303,38		II 304,88 II 303,87		1,0−6,0
		II 289,33 II 288,25		II 282,00		1,0−6,0
		II 268,80		배경		0,002−0,2
	용액	(II) 296,80		II 303,87		0,1−6,0
철	고체	II 259,94 II 259,84 I 248,42		II 288,60 II 284,19 (II) 257,26 I 255,60 I 243,83		0,1−2,0 0,01−0,2
	용액	I 259,94		I 261,15 II 257,26		0,1−2,0
규소	고체	I 288,16		288,60 II 284,19 II 282,00		0,05−0,5
		I 251,43 I 250,69		(II) 257,26 II 255,60 I 252,05
		I 251,43		I 243,83		0,002−0,03
		I 243,52		I 243,41		0,03−0,1
	용액	I 288,16		II 299,02		0,05−0,5
망간	고체	II 294,92 II 293,93		I 310,62 II 303,87		0,5−1,5
		II 261,02 II 260,57 II 257,61		288,60 (II) 257,26 II 255,60		0,5−2,0
		II 261,02		배경		0,007−0,5
		II 257,61		배경		0,0005−0,007
	용액	II 293,31		II 299,02		0,5−2,0
몰리브덴	모놀리트	II 287,15 II 284,82		II 303,87 288,60 II 284,19 II 282,00		0,5−10,0
		II 268,41		배경		0,006−0,5
	용액	II 287,15 II 284,82		II 299,02		1,0−10,0
주석	모놀리트	I 303,41 I 300,91	*	II 303,87		1,0−5,0
		II 266,12 I 242,95		II 255,60 I 252,05 II 245,04		1,0−5,0
		I 242,95		I 243,83		0,003−1,0
	용액	I 284,00		II 299,02		1,0−5,0
크롬	모놀리트	II 284,32		II 303,87 288,60 II 284,19 II 282,00		0,2−3,0
		II 268,71		배경		0,02−0,2
		II 267,72		배경		0,004−0,02
	용액	II 284,98		II 299,02		0,2−3,0
지르코늄	모놀리트	II 355,19 II 349,62 II 343,82		II 350,03 I 341,17		1,0−5,0
		II 343,05
		II 339,20		II 303,87		3,0−10,0
		II 273,49		II 303,87 배경		0,1−5,0
		II 270,01		II 299,02		1,0−5,0
		II 243,41		0,006−0,1
		II 257,14		(II) 257,26 II 255,60		1,0−5,0
지르코늄	용액	II 273,84 II 256,89		II 299,02 (II) 257,26		0,1−10,0
구리	모놀리트	I 324,75		II 327,53		0,0009−0,01
		II 224,70		I 224,47		0,01−0,25
니켈	모놀리트	I 341,48		I 342,89		0,01−0,10
		II 239,45		I 243,41		0,10−0,25

________________

* 바나듐이 포함되지 않은 합금의 분석에 사용.

** 몰리브덴이 포함되지 않은 합금의 분석에 사용.

주의:

1. 표에서 괄호로 묶인 스펙트럼 선들은 각각 적절히 결합하여 임의의 분석 쌍으로 사용할 수 있다.

2. 에어로졸-스파크법을 사용할 때 내부 표준물질로 질산니켈을 사용할 경우 비교선으로 니켈 309.91 nm 또는 277.31 nm 선을 취한다.

3. 파장값 앞의 로마 숫자는 선의 소속을 의미한다:

I — 중성 원자;

II — 단일 이온화된 원자;

III — 이중 이온화된 원자.


‘세 기준’ 방법으로 작업할 때는 다음 작업을 수행한다:

분석하는 합금의 표준시료(СО)를 3개 이상 선택한다;

선택한 분석 조건에서 촬영 순서를 무작위화하여 한 장의 감광판에 СО와 분석시료(АО)의 스펙트럼을 촬영한다. 각 СО와 АО의 스펙트럼을 2–3회 촬영한다;

선택한 분석선과 비교선의 암도(почернения)를 측정하고, 분석선 쌍에 대한 암도 차이 를 계산하며, 2–3개의 스펙트럼에 대한 산술평균을 구한다;

좌표 에 교정 곡선을 그린다. 이 곡선은 동일한 감광판에 СО와 함께 촬영된 시료의 분석에 적합하다;

교정 곡선을 따라 АО의 원소 질량분율을 구한다.

노출 시간은 모든 분석선의 정상적인 암도가 확보되도록 선택한다.

‘대조 표준’ 방법으로 작업할 때는 기본 교정 곡선을 작성하는 데 필요한 СО 외에 다음 요구사항을 만족하는 СОП를 사용한다:

화학 조성은 해당 합금에 대한 규범·기술 문서에 명시된 농도 범위의 가능한 한 중앙에 가깝게 위치해야 한다;

물리·화학적 성질(주조 방법, 가공 상태), 형상 및 치수가 СОП는 АО에 대응해야 한다.

작업은 기본 교정 곡선의 작성으로 시작한다. 이를 위해 한 장의 감광판에 해당 합금의 СО 스펙트럼과 СОП 스펙트럼을 함께 촬영한다. 각 СО와 СОП의 스펙트럼을 3–5회 촬영한다. 암도 차이의 평균값으로 주감광판의 고정 교정곡선을 좌표 에 작성한다.

생산 시료를 분석할 때 작업용 감광판에는 АО의 스펙트럼과 함께 각 СОП의 스펙트럼을 2–3회 촬영한다. СОП와 АО에 대한 분석선 쌍의 암도 차이( 및 )를 해당 스펙트럼 수의 평균으로 결정한다. 는 변환 계수 를 곱한 값이다.

작업용 감광판의 유제 특성을 고려하기 위해 도입되는 변환 계수 는 다음 식으로 계산한다

,

여기서 는 주감광판에서 계산한 티타늄 보조선 쌍의 암도 차이 또는 감쇠기 두 단계에 대한 티타늄선의 암도 차이이고;

는 작업용 감광판에서 계산한 동일한 티타늄 보조선의 암도 차이 또는 동일한 감쇠기 단계에 대한 티타늄선의 암도 차이이다.

좌표 ; 를 지나는 점을 기준으로 기본 곡선과 평행한 작업 그래프를 그리고, 그 그래프에서 값을 이용하여 АО의 질량분율을 결정한다.

Для подсчета коэффициента рекомендуется использовать следующие пары линий титана (в нанометрах):

Ti 257.10 — Ti 257.26;

Ti 252.00 — Ti 255.60;

Ti 257.10 — Ti 255.60

или I и II ступеньки ослабителя (линии Ti 356.16; Ti 303.87).

2.1.5. Обработка результатов

2.1.5.1. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое трех параллельных измерений, полученных по трем спектрограммам, если выполняется условие:

,

где  — наибольший результат параллельного измерения;

 — наименьший результат параллельного измерения;

 — относительное стандартное отклонение, характеризующее сходимость измерений;

 — среднее арифметическое, вычисленное из параллельных измерений ( 3).

При проведении экспресс-анализа допускается вычислять результат анализа по двум параллельным измерениям и при условии, что

.

2.1.5.2. Воспроизводимость фотографического метода анализа, характеризующаяся относительным стандартным отклонением , и сходимость приведены в табл.3.

Таблица 3

Определяемый элемент	Диапазон определяемых массовых долей, %	Фотографический метод				Фотоэлектрический метод
		монолит		раствор
		не более
Марганец, медь	0.0005−0.001	0.20	0.20	-	-	0.15	0.15
Алюминий, ванадий, железо, кремний, марганец, медь	0.001−0.01	0.15	0.15	-	-	0.10	0.10
Молибден, олово, хром, никель, цирконий	0.01−0.10	0.08	0.08	0.07	0.06	0.06	0.06
Алюминий, железо, кремний, марганец, молибден, хром, никель, цирконий	0.1−0.5	0.05	0.045	0.05	0.045	0.04	0.035
Алюминий, ванадий, железо, марганец, молибден, олово, хром, цирконий	0.5−2.0	0.04	0.03	0.04	0.03	0.03	0.03
Алюминий, ванадий, молибден, олово, цирконий	2.0−5.0	0.04	0.03	0.03	0.03	0.03

(Note: 표의 이미지로 표시된 기호들은 원문 이미지 태그로 보존했습니다.) 0,03
알루미늄, 바나듐, 몰리브덴, 크롬
5,0−10,0
0,03
0,03
0,03
0,03
0,03
0,03

2.1.5.3. 계산 방법 와 은 참고 부록 1에 제시되어 있다.

2.1.5.2, 2.1.5.3 (개정된 문안, 변경 N 1).

2.2. 용액으로 전환된 시료의 분석

2.2.1. 방법의 본질

이 방법은 금속 시료를 용액으로 전환한 후 분무기를 통해 스파크(방전) 속으로 도입하는 데 기초한다. 스펙트럼은 사진판(photographic plate)에 기록한다.

2.2.2. 장비, 재료 및 시약

석영(쿼츠) 광학계를 갖춘 중간 분산형 스펙트로그래프, ИСП-30형.

스파크 제너레이터 ИГ-3형 또는 ИВС-23형.

전동(전기구동)식 공기 압축기 КВМ-8형(0,2−0,3 кВт) 및 압력 50−200 кПа용 리시버.

역응축 챔버가 있는 분무기(도면 1).

1 — 분무기; 2 — 고무 마개; 3 — 액체 모세관; 4 — 공기 모세관

도면 1

마이크로포토미터 МФ-2형 또는 ИФО-460형.

전극 연마용 선반 ТВ-16형.

흑연 전극 연마용 장치.

분광용 고순도 흑연(마크 Б3 또는 С3), 직경 6 мм.

감도 3~20 단위의 분광용 사진판 유형 I, II 또는 ЭС.

고무 호스.

도자기 도가니.

백금 도가니.

폴리에틸렌 용기.

무회분 필터(중간 밀도 «흰색 띠» 및 고밀도 «파란색 띠») — ТУ 6−09−1678에 따름.

뮤펠로(무펠 가마)와 온도조절기.

암모니아수(ГОСТ 3760–79), 25% 용액.

황산(ГОСТ 4204–77), 1:3로 희석한 것.

염산(ГОСТ 3118–77).

불화수소산(ГОСТ 10484–78).

질산(ГОСТ 4461–77).

히드록실아민 하이드로클로라이드(ГОСТ 5456–79), 100 г/дм³ 용액(히드록실아민 하이드로클로라이드).

수산화나트륨(ГОСТ 4328–77), 0,1 н. 용액.

규산나트륨 (Na2SiO3·9H2O) — ТУ 6−09−5337.

스폰지형(스펀지) 티타늄 마크 ТГ1−00 — ГОСТ 17746–79*.
______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 17746–96가 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

원알루미늄 마크 А95 — ГОСТ 11069–74*.
______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 11069–2001이 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

금속 망간 마크 Мр-00 — ГОСТ 6008–82*.
______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 6008–90이 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

금속 주석 마크 01 — ГОСТ 860–75.

금속 니켈 마크 НП1 — ГОСТ 492–73.

금속 몰리브덴, 금속 바나듐(주성분의 질량분율 ≥ 99,5%).

금속 크롬 마크 Х00 — ГОСТ 5905–79*.
______________
* 러시아 연방에서는 ГОСТ 5905–2004가 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

환원된 금속 철.

지르코늄 클로록사이드(염화지르코늄 ZrOCl·8H2O).

증류수(ГОСТ 6709–72).

표준 용액: 티타늄 0.02 g/cm³; 알루미늄 0.01 g/cm³; 바나듐 0.01 g/cm³; 철 0.01 g/cm³; 규소 0.001 g/cm³; 망간 0.01 g/cm³; 몰리브덴 0.001 g/cm³; 니켈 0.01 g/cm³; 주석 0.01 g/cm³; 크롬 0.01 g/cm³; 지르코늄 0.001 g/cm³. 표준 용액의 조제는 필수 부록 2에 설명되어 있다. 2.2.3. 시료 준비 분석할 시료 1 g을 가열하면서 황산 50 cm³(1:3)에 녹이고, 산화제로 농축 질산 몇 방울 또는 농도 100 및 200 g/dm³의 하이드록실아민 염화물 용액을 첨가한다. 시료가 완전히 용해되면 용액을 용량 플라스크(100 cm³)로 옮기고, 눈금까지 물로 맞추어 잘 혼합한다. 2.2.2, 2.2.3. (개정판, 개정 N 2). 2.2.4. 분석 수행 항 2.2.3에 따라 준비한 용액 2–3 cm³를 분무 챔버 1(도 1)에 넣고, 분무구멍을 고무마개 2로 막은 뒤 그 마개에 삽입된 흑연 전극(도 2)을 설치한다. (도 2) Распылитель 1 (черт.3) закрепляют в держателе штатива спектрографа 2. Включают компрессор 6, перекрывая доступ воздуха в распылитель зажимом 3. При достижении в системе давления 70−80 кПа, измеряемого по манометру 4, снимают зажим 3. Воздух поступает в распылитель, начинается подача аэрозоля в разрядный промежуток и регистрация спектра.

1 — распылитель с пробкой и электродом; 2 — держатели электродов искрового штатива; 3 — зажим; 4 — манометр на 100−200 kPa; 5 — резиновый шланг; 6 — компрессор воздушный с электроприводом Черт. 3 분석 수행 조건은 표 1에 제시되어 있다. 분석 스펙트럼 선의 파장과 측정되는 질량분율 범위는 표 2에 제시되어 있다. 그래프 작성에는 개별 원소의 표준용액으로부터 조제한 보정용 용액(РГ)을 사용한다. Количество стандартного раствора , см, необходимое для приготовления РГ, вычисляют по формуле

где — приготавливаемое количество РГ, см; — суммарная массовая доля элементов в РГ, г/дм; — массовая доля элемента в РГ в расчете на металл, %; — массовая концентрация стандартного раствора элемента, г/см. Значения величин , и задают, исходя из конкретной аналитической задачи. РГ를 조제할 때는 СО 세트 전체를 사용하거나 단일 СО 하나를 사용하는 것이 허용된다. 단일 СО를 사용할 경우 시료 용액과 РГ 용액에는 내부 표준으로서 100 см용액당 15 см의 질산니켈을 도입한다. РГ의 조성(백분율)은 단일 СО로부터 조제한 경우 다음 식으로 계산한다

где — массовая доля элемента в металлическом СО, %; — масса СО, г; — масса анализируемой пробы, г. 시료 용액의 분석은 「세 표준물질」 방법으로 수행한다. 2.2.2−2.2.4. (수정된 편집본, Изм. N 1). 2.2.5. Обработка результатов 2.2.5.1. Обработка результатов приведена в п. 2.1.5.

2.2.5.2. 방법의 재현성 및 일치도 는 표 3에 제시되어 있다.

(수정된 판, 수정 N 1).

3. 광전법(光電法) 분광분석

3.1. 방법의 본질

본 방법은 아크(arc) 또는 스파크 방전으로 스펙트럼을 발생시키고 광전 장치로 선의 세기를 기록하는 데 기초한다.

3.2. 장비 및 시약

광전 장치(퀀톰미터) 타입 ДФС-10М, ДФС-36, ДФС-41 또는 МФС-4.

발전기 타입 ГЭУ-1, УГЭ-4, ИВС-1, «АРКУС» 또는 ИГ-3.

스펙트럼용 탄소봉(스파크 전극) 스펙트럼 순도 등급 С2 또는 С3, 직경 6 мм.

구리봉 규격 M00, M1 또는 М2(ГОСТ 859–78), 직경 6 мм.

선반(토카르) 타입 ТВ-16.

전극 연마용 장치.

연삭기(그라인딩 머신).

본 규격에서 정한 정확도보다 낮지 않은 분석 정확도를 얻을 수 있는 다른 장비, 장치 및 재료의 사용을 허용한다.

3.3. 시료 준비

시료 준비는 항 2.1.3.에 기재된 바와 같다.

3.4. 분석 수행

분석은 «세 표준» 방법 또는 «대조 표준» 방법으로 수행한다.

분석 수행 조건은 표 4에 제시되어 있다.

분석적 스펙트럼 선의 파장은 표 5에 제시되어 있다.

분석 선은 시료 내 원소의 질량분율, 퀀톰미터 캐리지에 출력 슬릿을 배치할 수 있는지 여부 등과 같은 조건에 따라 선택한다. 본 규격의 요구에 맞는 정확도와 감도를 제공하는 경우에는 다른 분석 선의 사용을 허용한다.

분석 시료(АО) 내 원소의 질량분율은 보정곡선(교정곡선)을 사용하여 다음 좌표계에서 작성한 그래프에 의해 결정한다: 또는 에 대해 2–3회의 병행 측정으로 작성한다.

«대조 표준» 방법으로 퀀톰미터를 사용할 때, 보정곡선을 좌표 에서 작성하는 경우에는 항 2.1.4에 기술된 바와 같이 처리한다 ( — 강도의 로그에 비례하는 기기 지시값). 이때 보정곡선은 좌표가 ; 인 점을 지나도록 그리고 주 곡선과 평행하게 그린다.

보정곡선을 좌표 에서 작성할 때에는 СО(стандартные образцы)의 스펙트럼을 기록하고 평균 판독값에 따라 보정곡선을 작성하여 질량분율 축과 교차할 때까지 연장한다 ( — 강도에 비례하는 기기 지시값). 그 교차점은 보정곡선의 «회전점»이 된다(해당 채널에 대한 기기의 영(0) 판독값이 일정할 경우).

시료 분석 전에 СОП의 스펙트럼을 3−5회 기록하고, 회전점 및 좌표가 ; 인 점을 통해 작업용 보정곡선을 작성하고, 그에 따라 АО 내 원소의 질량분율을 결정한다.

3.5. 결과 처리

3.5.1. 결과 처리 방법은 항 2.1.5.에 제시되어 있다.

3.5.2. 광전법 분석의 재현성 및 일치도 는 표 3에 제시되어 있다.

(수정된 판, 수정 N 1).

표 4

제어 항목	분석 수행 조건
	퀀톰미터 ДФС-10М, 발전기 ГЭУ-1	퀀톰미터 ДФС-36, 발전기 УГЭ-4	퀀톰미터 ДФС-41, 발전기 ИВС-1	퀀톰미터 МФС-4

발전기
        «АРКУС"
ИГ-3
  교류 아크
고전압 임펄스 비주기 방전
교류 아크
고전압 스파크
전원 전압, В
220
전류, А
1−3
1−2
5,5
1,1−1,8
2,5
제어 방식
위상 제어
점화 위상, град.
90
정전용량, мкФ
-
-
16
-
0,01
인덕턴스, мГ
-
-
500
-
0,01
방전 간격, мм
-
-
-
5,5
3,0
분석 간격, мм
1,5
1,5
5,0
1,5
2,0
입구 슬릿 폭, мм
0,02−0,06
출구 슬릿 폭, мм
0,04−0,20
원소 농도 및 합금의 도핑 정도에 따라 선택됨
및 합금의 도핑 정도에 따라 선택됨
예비 가열 시간(오븐), с
7−10
7
25
5−30
20
노출 시간(노출), с
30
30
25
30
20
대전극
직경 6 mm의 흑연 전극, 반구형으로 연마하거나 꼭짓각 120°의 원뿔형으로 연마
좌표계

,

주:

1. 매개변수는 기재된 값의 범위 내에서 선택한다.

2. 합금 등급 VT5Л의 경우 직경 4 mm의 구리 보조 전극을 사용해도 되며, 평면 지름 1 mm를 가진 절단된 원뿔형으로 연마한다.

3. квантометр ДФС-41에 ИВС-1 발전기를 사용할 때는 저항 11,5 Ом을 사용해야 한다.

표 5

분석 대상 원소	분석 원소 선의 파장, нм	측정 가능한 질량농도 범위, %
알루미늄	I 265,2 III 360,1 I 396,15 I 394,40 I 308,21	0,004−10,0
바나듐	I 572,70 I 437,92 I 326,77 I 318,54 II 311,84	0,002−6,0
철	II 271,41 II 259,94 II 259,84 II 238,20	0,01−2,0
규소	I 288,1	0,002−0,5
망간	II 294,92 II 293,31	0,0005−2,0
몰리브덴	I 553,30 I 386,41 II 277,54 II 284,8	0,006−10,0
주석	I 326,23 I 317,50 I 284,00	0,005−5,0
크롬	I 534,58 I 425,43 II 296,17 I, II 284,92 II 267,72	0,004−3,0
니켈	I 341,48	0,01−0,25
지르코늄	I 477,23 I 349,62 II 343,82 II 339,20	0,006−10,0
구리	I 324,75	0,001−0,25

주:

1. 비교선으로는 티타늄 선을 사용한다: I 453,32 нм; I 363,55 нм; II 324,19 нм; II 271,62 нм; I 334,9 нм 또는 비분산광.

2. 바나듐 선 II 311,84 нм는 크롬이 존재할 경우 사용할 수 없다.

3. 알루미늄 선 I 308,21 нм는 바나듐이 존재할 경우 사용할 수 없다.

부록 1 (참고). 분광 분석의 정확도 평가

부록 1
참고

1. 분광 분석 방법의 정확도 — 측정값이 측정 대상의 진값에 얼마나 가까운지를 반영하는 측정의 품질 — 는 체계적 오차와 무작위 오차의 값에 의해 결정되며, 단, 누락값(측정 실패)은 계산에서 제외되고 무작위 오차는 정규분포를 따른다는 가정이 적용된다.

(수정된 문장, 개정 N 2).

2. 분광 장비가 올바르게 조정되고 본 표준의 분석 절차에 대한 권고사항이 준수되는 경우, 주요한 체계적 오차의 원인은 시료의 구조와 화학 조성이 분석 결과에 미치는 영향과 관련된 오차들이다.

이러한 오차들은 화학적 방법과 분광적 방법으로 수행한 대규모 표본(최소 30개 시료 이상)의 분석 결과를 비교하여 밝히고, 작업표준서(SOP)에 따라 보정 곡선의 위치를 조정함으로써 제거해야 한다. 화학 분석 결과의 정확성 검증은 ГОСТ 19863.1−80 — ГОСТ 19863.13−80에 따라 수행한다.

3. 두(세) 개의 병렬 측정, 즉 두(세) 개의 스펙트럼으로부터 얻은 산술평균으로 얻은 시료 분석 결과는 하나의 결정값으로 간주되어야 한다.

4. 스펙트럼 분석법의 재현성 — 서로 다른 조건(다른 시간, 다른 장소, 서로 다른 방법 및 수단)에서 수행된 측정 결과들이 서로 근접한 정도를 반영하는 측정의 품질 — 은 단일 결정의 상대 평균 제곱근 오차(상대 표준편차) 값 로 특성화된다.

(개정 판, 변경 N 2).

5. 를 계산하기 위하여, 화학 조성이 거의 동일한 동일 합금 등급의 시료를 적어도 5개 선택하고, 5일 동안 시리즈로 분석을 수행한다(1일 1시리즈). 각 시리즈에서 스펙트럼 기록은 서로 다른 순서로, 즉 무작위화하여 수행한다. 한 시리즈의 스펙트럼은 한 장의 포토플레이트에 기록한다. 각 포토플레이트마다 각 시료에 대해 3개의 스펙트럼과 각 С. О.마다 3개의 스펙트럼을 얻는다. 후자는 교정 그래프를 작성하거나 보정하는 데 필요하다.

광전(포토일렉트릭) 방식의 기록에서는 측정을 시작하기 전에 교정 그래프를 보정한 다음 스펙트럼 기록을 실시한다.

각 시료로부터 총 5일 동안 15회의 측정(5회의 결정값)을 얻는다.

각 시료에 대해 표준편차 는 다음 식으로 계산한다

, (1)

여기서 — 다섯 번의 측정으로 계산된 해당 k-번째 시료에서의 원소 평균 질량분율;

— 해당 샘플의 i번째 결정(결과)에 대한 원소의 질량분율로서 세 번의 측정으로 계산된 값;

— 결정(측정)의 수 ( = 5).

다음으로 표준편차 는 다음 식으로 계산한다

, (2)

여기서 — 식(1)에 따라 각각 첫 번째, 두 번째 등 시료별로 계산된 표준편차;

— 시료 수 ( = 5).

분석의 재현성을 특징짓는 상대 표준편차 는 다음 식으로 계산한다

, (3)

여기서 — 식(4)에 따라 계산된 시료들에서의 원소 평균 질량분율이다

, (4)

여기서 — 각각 5회의 측정으로 계산된 제1, 제2 등 시료들의 원소 평균 질량분율이다.

6. 측정결과의 수렴성 — 동일한 조건에서 수행된 측정결과들이 서로 가깝게 일치하는 정도를 나타내는 측정의 품질 — 은 단일 측정의 상대 평균 제곱근 오차의 값으로 특징지어진다.

(수정된 판, 수정 N 2).

7. 값 은(는) 적절히 조정된 장비에서 단일 시료에 대해 20회의 병행 측정으로 이루어진 일련의 결과로부터 구한다.

먼저 표준편차 를 다음 식에 따라 계산한다

*, (5)

여기서  — 20회의 병행 측정으로부터 계산한 시료 내 원소의 평균 질량분율;

* — i-번째 측정에 의해 계산된 시료 내 원소의 질량분율;

 — 한 연속측정에서의 측정 횟수 (20).
________________
* 수식 및 그에 대한 설명은 원문에 따름. — 데이터베이스 제작자 주.

다음으로 측정의 수렴성을 나타내는 상대 표준편차 를 다음 식으로 계산한다

. (6)

8. 분석을 수행할 때 분석 결과의 오차 와 신뢰구간을 평가할 필요가 자주 발생한다. 신뢰수준 0.95이며 체계적 오차가 배제된 경우 는 다음 식으로 계산한다

, (7)

여기서  — 분석 결과를 산출하는 데 사용된 판정 수(일반적으로 분광분석에서는 는 1 또는 2);

 — 판정들에 의해 계산된 시료의 분석값.

계산된 값 는 신뢰도 95%로 결정량의 진값이 다음 값들 사이의 구간에 놓인다는 것을 의미한다

와 사이의 구간이다.

이때 가장 그럴듯한(가능성 높은) 분석 결과는 값 이다.

9. 교정곡선이 기준곡선에 대해 이동한 정도(기준 수준에서의 드리프트 )는, 그것이 СОП에 따라 계산된 4회의 측정 결과의 표준편차를 초과하는 경우 유의한 것으로 간주된다, 즉

при необходима корректировка графика, где  — число параллельных измерений для СОП, по которому контролируется положение графика (=4);

 — массовая доля элемента в СОП.

Положение градуировочного графика рекомендуется контролировать по 1−2 СОП 2−3 раза в смену.

10. Если разность между результатом анализа и одним из предельных значений массовой доли элемента для данного сплава, указанных в ГОСТ 19807–74*, по абсолютной величине меньше или равна , то анализ проводят химическим методом по ГОСТ 25086–87 и ГОСТ 19863.1−80 — ГОСТ 19863.13−80, где  — число определений (1 или 2);

где  — средний результат анализа из одного или двух определений.

______________
* На территории Российской Федерации действуют ГОСТ 19807–91. — Примечание изготовителя базы данных.

11. Комплексную оценку работы генератора возбуждения спектра, спектрального прибора и электронного измерительного устройства рекомендуется периодически (1−2 раза в месяц) проводить путем определения относительного стандартного отклонения по серии из 20 параллельных измерений по формуле (5).

Найденное значение сравнивают с , т. е. с тем стандартным отклонением, которое было вычислено ранее при настроенной аппаратуре. Сравнение производят по критерию.

Если больше чем табличное значение , то это указывает на то, что аппаратура требует настройки. При доверительной вероятности 0,95 и указанном числе измерений в серии (20) 2,1.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (обязательное). ПРИГОТОВЛЕНИЕ СТАНДАРТНЫХ РАСТВОРОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Обязательное

1. Стандартный раствор титана с массовой концентрацией 0,02 г/см: 2 г губчатого титана растворяют при нагревании в 25 смсерной кислоты (1:3), поддерживая постоянный объем водой. По окончании растворения титан окисляют до четырехвалентного состояния добавлением нескольких капель раствора гидрохлорида гидроксиламина 200 г/дм. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2. Стандартный раствор алюминия с 0,01 г/см: 1 г первичного алюминия растворяют при умеренном нагревании в 30 смсоляной кислоты (1:1). По окончании растворения раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

3. Стандартный раствор ванадия с 0,01 г/см: 1 г металлического ванадия растворяют в 20 смконцентрированной азотной кислоты. По окончании растворения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

4. Стандартный раствор железа с 0,01 г/см: 1 г металлического восстановленного железа растворяют в 40 смсоляной кислоты (1:1). По окончании растворения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

5. Стандартный раствор кремния с 0,001 г/см: 10 г кремнекислого натрия (NaSiO·9НO) растворяют в воде, прибавляют 20 капель раствора гидроокиси натрия 0,1 моль/дм, фильтруют через складчатый фильтр «синяя лента» в мерную колбу вместимостью 1 дм, доводят его объем до метки водой и перемешивают. Раствор хранят в полиэтиленовой посуде.

Устанавливают массовую концентрацию раствора : в фарфоровой чашке к 50 смаликвотной части кремнекислого натрия прибавляют 10 смсерной кислоты (1:1), осторожно перемешивают и выпаривают досуха. Затем добавляют 10 смконцентрированной соляной кислоты и 150 смводы, перемешивают и оставляют в темном месте на 40 мин для коагуляции. Осадок фильтруют на фильтре «белая лента» с абсорбентом и промывают восемь раз горячим раствором соляной кислоты (1:99). Фильтр с осадком подсушивают, озоляют в платиновом тигле и прокаливают в муфельной печи при температуре 1000−1100 °С в течение 40 мин. Тигель охлаждают и взвешивают. Прокаленный осадок обрабатывают 10−20 каплями фтористоводородной кислоты, одной каплей концентрированной серной кислоты и нагревают до прекращения выделения паров серного ангидрида. Тигель с осадком вновь прокаливают в муфельной печи при температуре 1000−1100 °С в течение 10 мин, охлаждают и взвешивают.

Массовую концентрацию стандартного раствора кремния г/см, вычисляют по формуле

,

где  — масса осадка до обработки фтористоводородной кислотой, г;

 — масса осадка после обработки фтористоводородной кислотой, г;

0,4675 — коэффициент пересчета двуокиси кремния на кремний;

 — объем стандартного раствора, взятый для определения содержания кремния, см.

6. Стандартный раствор марганца с 0,01 г/см: 1 г металлического марганца растворяют в 30 смазотной кислоты (1:1). Раствор кипятят для удаления окислов азота. По окончании растворения раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

7. Стандартный раствор молибдена с 0,001 г/см: 0,1 г металлического молибдена растворяют в 10 смазотной кислоты (1:1), прибавляют 20 смсерной кислоты (1:2), выпаривают до появления густых белых паров серного ангидрида и продолжают нагревать в течение 3 мин. Затем доливают 50 смводы и снова выпаривают до густых белых паров. Потом приливают 50 смсерной кислоты (7:93), охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят объем раствора до метки той же кислотой и перемешивают

.

8. Стандартный раствор никеля с 0,01 г/см: 1 г металлического никеля растворяют в 40 смсмеси соляной и азотной кислот (1:1). После растворения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

9. Стандартный раствор олова с 0,01 г/см: 1 г измельченного металлического олова растворяют при нагревании в 20 мл концентрированной соляной кислоты в платиновой чашке. После растворения раствор охлаждают, переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

10. Стандартный раствор хрома с 0,01 г/см: 1 г металлического хрома растворяют в 40 смсоляной кислоты (1:1). По окончании растворения раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

11. Стандартный раствор циркония с 0,001 г/см: 3,53 г хлорокиси циркония (ZrOCl·8HO) растворяют в 80 смконцентрированной соляной кислоты. Раствор переводят в мерную колбу вместимостью 1 см, доводят его объем до метки водой и перемешивают.

Устанавливают массовую концентрацию стандартного раствора циркония: 50 смаликвотной части раствора помещают в стакан вместимостью 150 см, приливают 70 смгорячей воды, осаждают цирконий 25%-ным раствором аммиака до появления сильного запаха и ставят в теплое место на 20 мин для коагуляции осадка. Осадок отфильтровывают на фильтре «белая лента» и промывают аммиачной водой (5 см25%-ного раствора аммиака на 1 л воды) 10 раз. Осадок с фильтром помещают во взвешенный фарфоровый тигель, подсушивают и прокаливают при (1100±10) °С в течение 40 мин до постоянной массы. Тигель с осадком охлаждают и взвешивают.

Массовую концентрацую стандартного раствора циркония , г/см, вычисляют по формуле

,

где  — масса осадка после прокаливания, г;

0,7403 — коэффициент пересчета двуокиси циркония на цирконий;

 — объем стандартного раствора циркония, взятый для определения циркония, см.

Приложение 2. (Измененная редакция, Изм. N 1).