ГОСТ 6689.7-92

ГОСТ 6689.7−92 니켈, 니켈계 및 구리-니켈 합금. 규소(실리콘) 측정 방법

ГОСТ 6689.7−92

그룹 B59

소비에트 연방 국가지표준

니켈, 니켈 합금 및 구리-니켈 합금

규소 측정 방법

Nickel, nickel and copper-nickel alloys.
Methods for the determination of silicon

ОКСТУ 1709

시행일 1993−01−01

정보

1. 본 표준은 소비에트 사회주의 공화국 연방 금속공업성에서 작성·제출함

작성자

В.Н. Федоров, Ю. М. Лейбов, Б. П. Краснов, А. Н. Боганова, И.А. Воробьева

2. 1992년 2월 18일 소비에트 표준화·계량위원회 결의에 의해 승인·시행 (№ 167)

3. 대체 대상: ГОСТ 6689.7−80

4. 참조 규범·기술 문서

참조된 규범(문서) 표기	해당 항, 소항 번호
ГОСТ 8.315−91	2.4.3; 4.4.3
ГОСТ 83−79	3.2
ГОСТ 492−73	서문
ГОСТ 3118−77	2.2; 3.2
ГОСТ 3652−69	4.2
ГОСТ 3760−79	3.2; 4.2
ГОСТ 3765−78	3.2; 4.2
ГОСТ 3852−75	3.2
ГОСТ 4204−77	2.2; 4.2
ГОСТ 4207−75	2.2; 3.2
ГОСТ 4239−77	3.2
ГОСТ 4328−77	2.2; 3.2
ГОСТ 4332−76	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 4461−77	2.2; 3.2; 4.2
ГОСТ 5828−77	2.2
ГОСТ 6552−80	4.2
ГОСТ 6006−78	3.2
ГОСТ 6689.1−92	제1절
ГОСТ 6691−77	4.2
ГОСТ 9428−73	3.2
ГОСТ 9656−75	3.2; 4.2
ГОСТ 10484−78	2.2
ГОСТ 18300−87	3.2
ГОСТ 19241−80	서문
ГОСТ 25086−87	제1절; 4.4.3
ТУ 6−09−5384−88	3.2

본 표준은 니켈, 니켈계 및 구리-니켈 합금에서 규소(질량분율)를 측정하는 방법을 규정한다. 중량법(규소 질량분율 0.1 ~ 1.6%) 및 분광광도법(규소 질량분율 0.001 ~ 0.1% 및 0.01 ~ 0.3%)을 ГОСТ 492* 및 ГОСТ 19241에 따라 규정한다.
______________
* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 492−2006이 적용된다. — 데이터베이스 제작자 주.

1. 일반 요구사항

분석 방법에 대한 일반 요구사항은 ГОСТ 25086에 따르며, ГОСТ 6689.1 제1절의 보충 규정을 적용한다.

2. 규소의 중량법적(그라비메트릭) 측정 방법

2.1. 방법의 본질

본 방법은 규소를 규산 형태로 분리하여 이를 소성(가열)해 이산화규소로 만들고, 불화수소산에 의한 테트라플루오로실리케이트의 제거 전후의 침전물 질량 차로 규소량을 산정하는 데 기초한다.

2.2. 시약 및 용액

질산 — ГОСТ 4461에 따름.

염산 — ГОСТ 3118에 따름 및 1:100로 희석한 용액.

황산 — ГОСТ 4204에 따름 및 1:1, 1:4로 희석한 용액.

용해용으로 질산과 염산의 혼합물(비율 1:3).

불화수소산 — ГОСТ 10484에 따름.

철시안화 칼륨(ГОСТ 4207), 30 g/dm³ 용액.

수산화나트륨(ГОСТ 4328), 100 g/dm³ 용액.

디메틸글리옥심(ГОСТ 5828), 수산화나트륨 용액 중에서 10 g/dm³의 용액.

무수 칼륨-나트륨 탄산염(ГОСТ 4332).

2.3. 분석의 수행

규소 질량분율이 1% 미만일 경우 합금 시편 2 g, 1% 초과일 경우 1 g을 취해 용량 250 cm³의 석영 비커에 넣고 20–30 cm³의 산 혼합물을 가하여 시계유리 또는 유리·플라스틱판으로 덮어 가열하여 용해한다. 합금이 용해된 후 덮개 및 비커 벽을 물로 씻고, 20–30 cm³의 황산(1:1)을 넣어 짙은 흰색 황산 연기가 날 때까지 농축한다. 잔류물을 냉각시키고 비커 벽을 물로 씻은 다음 다시 짙은 흰색 황산 연기가 나올 때까지 농축을 반복한다. 냉각된 잔류물에 농염의 염산 3–5 cm³와 뜨거운 물 150–200 cm³를 가하고 가열하여 염을 완전히 용해시킨다. 침전물은 중간 여과지에 걸러내고, 여과지는 염산(1:100)으로 뜨겁게 세척하여 세척액이 구리(철시안화칼륨 용액으로 검사) 및 니켈(알칼리성 디메틸글리옥심 용액으로 검사)에 대해 음성 반응을 보일 때까지 세척한 후 침전물을 3–4회 뜨거운 물로 세척한다. 여과액은 황산이 흰 연기를 낼 때까지 농축하고 잔류물을 물로 150–200 cm³로 희석한 뒤 규산 침전물을 다른 중간 여과지에 걸러 이전과 같이 세척한다. 두 여과지와 그 침전물을 백금 도가니에 넣고 건조, 소각한 다음 무균화로에서 1000–1100 ℃로 소성하여 일정 질량에 도달시킨다. 백금 도가니의 잔류물에 농황산 2–3 방울과 불화수소산 1 cm³를 더하고 조심스럽게 완전히 증발시킨다. 다시 무균화로에서 1000–1100 ℃로 소성하여 일정 질량에 도달시킨다.

분석 전 과정에 대해 동시에 공정대조(블랭크) 실험을 수행하고 산정된 규소 함량에 해당 보정을 적용한다.

2.4. 결과 처리

2.4.1. 규소의 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다

여기서 m1 — 불화수소산 처리 전 이산화규소 침전물을 포함한 도가니의 질량, g;

m2 — 불화수소산 처리 후 도가니의 질량, g;

0.4672 — 이산화규소 질량을 규소 질량으로 환산하는 계수;

m — 시편의 질량, g.

2.4.2. 세 번의 병행시험 결과의 차(수렴 지표) 및 두 번의 분석 결과 간 차(재현성 지표)는 표 1에 제시된 허용 편차를 초과해서는 안 된다.

표 1

규소 질량분율, %	허용 편차, %
	수렴 지표	재현성 지표
0.001 ~ 0.005 포함	0.0008	0.001
초과 0.005 ~ 0.01	0.001	0.001
초과 0.01 ~ 0.02	0.002	0.003
초과 0.02 ~ 0.05	0.005	0.007
초과 0.05 ~ 0.10	0.008	0.01
초과 0.10 ~ 0.20	0.012	0.02
초과 0.20 ~ 0.30	0.02	0.03
초과 0.30 ~ 0.40	0.03	0.04
초과 0.40 ~ 0.50	0.04	0.06
초과 0.50 ~ 1.0	0.05	0.07
초과 1.0 ~ 1.6	0.06	0.08

2.4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 의해 승인된 니켈, 니켈계 및 구리-니켈 합금의 국가표준시료(GSO) 또는 업계 표준시료(OSO) 또는 기업 표준시료(SOP)를 사용하여 ГОСТ 25086에 따라 수행한다.
________________
* 러시아 연방 영토에서는 ГОСТ 8.315−97가 적용된다. 이하 동일. — 데이터베이스 제작자 주.

3. 추출-분광광도법에 의한 규소 측정 방법 (0.001 ~ 0.1%)

3.1. 방법의 본질

본 방법은 규소-몰리브덴산(크레멜리크산) 형성에 기초하며, 이를 부틸 알코올로 추출하고 추출층에서 환원하여 규소-몰리브덴 블루를 생성한 뒤 발생한 색의 강도를 측정한다.

3.2. 장치, 시약 및 용액

분광광도계 또는 광전 색도계.

pH 미터.

질산 — ГОСТ 4461 및 2:1, 1:2(끓여서 산소 제거한) 및 1:100으로 희석한 용액.

황산 — ГОСТ 4204, 1:9로 희석한 용액.

염산 — ГОСТ 3118 및 1:1로 희석한 용액.

불화수소산 — 순수 분석용(특급).

구연산(ГОСТ 3852), 용액 500 г/дм³. 붕산(ГОСТ 9656), 포화용액: 붕산 60 g을 1 дм³의 뜨거운 물에 처리하고 냉각 후 침전된 용액을 사용한다. 암모니아수(ГОСТ 3760), 순도분, 1:1 및 1:100으로 희석. 암모늄 몰리브데네이트(암모늄 몰리브데이트, ГОСТ 3765), 재결정한 것, 용액 100 g/дм³: 몰리브데네이트 암모늄 250 g을 400 см³의 물에 70–80 °C에서 용해시키고 암모니아를 명백한 냄새가 날 때까지 첨가한 뒤, 뜨거운 용액을 같은 필터로 두 번 여과하여 300 см³의 에틸 알코올이 들어 있는 비커에 모은다. 용액을 10 °C까지 냉각시키고 1시간 동안 침전시키며, 생성된 결정은 뷔흐너 깔때기에서 모액을 흡인하여 여과한다. 결정은 에틸알코올(20–30 см³씩)로 2–3회 세척한 다음 공기 중에서 건조시킨다. 정제한 에틸 알코올(정류 에틸 알코올, ГОСТ 18300). 이염화 주석(ТУ 6-09-5384-88), 용액 100 g/дм³; 제조법: 이염화 주석 10 g을 염산(1:1) 100 см³에 80–90 °C로 가열하여 용해시킨다. 세척액: 황산 50 см³에 몰리브데네이트 암모늄 용액 1.5 см³를 첨가한다. 칼륨-나트륨 탄산염(칼륨-나트륨 탄산염, ГОСТ 4332). 수산화나트륨(ГОСТ 4328), 용액 0.1 몰/дм³. 탄산나트륨(ГОСТ 83), 용액 50 g/дм³. 메타규산나트륨(나트륨 규산염, ГОСТ 4239). 정규 부틸 알코올(ГОСТ 6006). 이산화규소(실리카, ГОСТ 9428). 표준 규소 용액. 규산나트륨으로부터: 규산나트륨 0.5 g을 나트륨 탄산염 용액 20 см³에 백금 용기에서 용해시키고 냉각한 뒤 폴리에틸렌 용기로 옮겨 물로 500 см³까지 희석하여 교반한다. 1 см³ 용액은 0.0001 g의 규소를 포함한다. 규소의 정확한 함량은 중량법으로 결정한다. 이산화규소로부터: 가열하여 회소된 이산화규소 0.2143 g을 백금 도가니에서 칼륨-나트륨 탄산염 2 g과 용융시킨다. 용융물을 물로 침출하여 500 см³ 용량의 눈금플라스크로 옮겨 물로 정용하고 즉시 폴리에틸렌 용기에 옮긴다. 1 см³ 용액은 0.0002 g의 규소를 포함한다. 규소의 정확한 함량은 중량법으로 결정한다. 3.3. 분석 수행 3.3.1. 텅스텐을 함유하지 않는 합금의 경우 시료량(표 2 참조)을 폴리에틸렌 또는 테플론(플루오로플라스틱) 비커(용량 100 см³)에 넣고 불산 15–30 방울, 질산(2:1) 15 см³를 첨가한 다음 폴리에틸렌 또는 플루오로플라스틱 뚜껑으로 덮어 상온에서 용해시키고 이어서 수욕에서 60 °C까지 가온하여 20–30분 유지한 뒤 뚜껑을 열어 15분 더 둔다. 용해 후 용액을 냉각시키고 붕산 30 см³를 첨가한 뒤 20분 후 혼합물을 폴리에틸렌 깔때기를 통해 100 см³ 용량의 눈금플라스크로 옮긴다(눈금플라스크에는 붕산 30 см³ 포함). 물로 정용하여 혼합한 다음 용해에 사용한 비커로 즉시 옮긴다. 표 2 Массовая доля кремния, % | Масса навески, г | Объем аликвотной части раствора, см³ | Масса навески, соответствующая аликвотной части раствора, г 0,001–0,01 включ. | 1 | 50 | 0,5 Св. 0,01–0,025 | 0,5 | 20 | 0,1 0,025–0,05 | 0,5 | 10 | 0,05 0,05–0,1 | 0,25 | 10 | 0,025 사전 준비: 알리쿼트 용액의 pH를 pH미터로 다음과 같이 설정한다. 50 см³ 용량의 폴리에틸렌 비커에 표 2에 따른 알리쿼트 용액을 넣고 물로 약 50 см³가 되게 한 뒤 암모니아수(순도분) 용액으로 pH = 1.0–1.2가 되도록 한 방울씩 첨가하면서 조정하고, 사용한 방울 수를 기록한다. 분석에 사용할 알리쿼트 용액(표 2 참조)은 200 см³ 용량의 분액 깔때기에 넣고 물로 약 50 см³까지 희석한 뒤, 앞서 얻은 데이터를 이용하여 pH = 1.0–1.2로 맞춘다. 혼합하면서 5 см³의 암모늄 몰리브데네이트 용액을 한 방울씩 첨가하고 10분 동안 방치한다. 이어 5 см³의 구연산 용액, 10 см³의 끓여 식힌 질산(1:2), 30 см³의 부틸 알코올을 넣고 규소-몰리브덴 산(heteropolymolybdenum-silicon acid)을 추출하기 위해 깔때기를 조심스럽게 30회 전복(역전)한다. 분층이 된 후 수상층을 버리고 유기층에 세척액 50 см³를 넣고 깔때기를 10–15회 전복하여 세척한다. 수상층을 버리고 유기층을 50 см³ 용량의 눈금플라스크로 옮긴다. 부틸 알코올을 약간 추가하고 이염화 주석 용액 7–8 방울을 넣은 뒤 부틸 알코올로 눈금까지 채우고 세게 흔든다. 5분 이내에 적색 필터(600–630 nm)를 장착한 광전 컬러리미터 또는 635 nm에서의 분광광도계로 흡광도를 1 cm 경로 길이 큐벳에서 측정한다. 시료의 흡광도에서 동시에 수행한 공정 대조 실험의 흡광도를 빼서 보정한다. 3.3.2. 텅스텐을 포함하는 합금의 경우 시료량(표 2 참조)을 250 см³ 용량 비커에 넣고 질산(1:2) 10 см³를 첨가한다. 덮개를 덮고 가열하여 용해한다. 덮개와 비커 벽을 물로 세척한 뒤 용액을 시럽状이 될 때까지 농축하고 물로 60 см³까지 희석한 다음 따뜻한 장소에서 20–30분 동안 둬서 용액이 맑아지게 한다. 텅스텐산 수화물 침전은 이중 고형도 필터로 여과하고, 비커와 침전물을 뜨거운 질산(1:100)으로 3–4회 세척한다. 여과액은 보관한다. 필터상의 침전물을 용해에 사용한 비커에서 암모니아 용액(1:1) 4–6 см³의 뜨거운 용액으로 용해하고 필터를 암모니아(1:100) 용액으로 세척한다. 얻은 용액을 이전의 여과액에 빠르게 교반하면서 합친다. 필터는 백금 도가니에 넣어 소각(회화)하고 칼륨-나트륨 탄산염 0.3 g을 첨가하여 1000–1100 °C에서 용융한다. 냉각 후 용융체를 물로 침출하면서 1–2 방울의 진한 질산을 첨가하고 얻은 용액을 통합한 여과액에 합쳐 70–80 см³가 될 때까지 농축한다. 냉각한 뒤 용액을 100 см³ 용량의 눈금플라스크로 옮겨 물로 정용한다. 표 2의 알리쿼트 용액을 50 см³ 용량의 비커에 옮겨 물로 50 см³까지 채우고 이후에는 3.3항에서 지시한 바와 동일하게 처리한다. 3.3.3. 검량곡선 작성 6개의 폴리에틸렌/테플론/플루오로플라스틱 컵 중 5개에 표준 규소 용액(0.0001 g/cm³)을 각각 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0 см³씩 넣거나(또는 표준 용액(0.0002 g/cm³)을 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 см³씩 넣는다). 모든 컵에 불산 15 방울, 질산(2:1) 15 см³를 넣고 수욕에서 60 °C로 가열한 뒤 3.3.1항과 동일하게 처리한다. 측정에 사용되는 알리쿼트 부피는 각 검량점마다 10 см³이다. 기준용액(블랭크)은 규소를 포함하지 않는 용액을 사용한다. 3.4. 결과 처리 3.4.1. 규소의 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다: W(Кремния) = ((m — m_k) / m_0) × 100% 여기서 m — 검량곡선으로부터 얻은 분석시료에서의 규소 질량(g), m_k — 검량곡선으로부터 얻은 공정 대조 실험에서의 규소 질량(g), m_0 — 해당 알리쿼트에 해당하는 시료의 질량(g). 3.4.2. 세 번의 병행정밀도(수렴성 지표) 및 두 번의 분석(재현성 지표) 결과 간의 차이는 표 1에 제시된 허용 오차를 초과해서는 안 된다. 3.4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 의거하여 승인된 국가표준물질(GSO), 산업표준물질(OSO) 또는 공장표준물질(SOP)을 사용하거나 ГОСТ 25086에 따라 첨가법으로 수행한다. 4. 광도법에 의한 규소 결정법 (0.01–0.3%) 4.1. 방법의 본질 본법은 규소가 노란색 규소-몰리브덴 산을 형성하는 것에 기초하며, 착색된 용액의 흡광도를 측정한다. 4.2. 기기, 시약 및 용액 광전 컬러리미터 또는 분광광도계. 질산(ГОСТ 4461), 1:2로 희석. 황산(ГОСТ 4204), 1:1로 희석. 불산(플루오르화수소산), 순도분. 구연산(ГОСТ 3652), 용액 100 g/дм³. 정인산(ОРТОфосфорная кислота, ГОСТ 6552), 1:9로 희석. 붕산(ГОСТ 9656), 포화용액: 붕산 60 g을 1000 см³의 뜨거운 물에 용해시킨다. 사용 전에 20 °C로 냉각한다. 암모니아수(ГОСТ 3760), 1:1로 희석. 카바마이드(요소, ГОСТ 6691), 용액 100 g/дм³. 암모늄 몰리브데네이트(ГОСТ 3765), 재결정, 용액 100 g/дм³. 용액은 폴리에틸렌 용기에 보관한다. 암모늄 몰리브데네이트의 재결정은 3.2항에 따라 수행한다. 칼륨-나트륨 탄산염(ГОСТ 4332). 구리(순도분), 규소 함량 < 3–10%. 비교용 구리 용액 준비: 구리 1 g을 백금 또는 테플론 용기에서 불산 0.6 см³와 질산(1:2) 11 см³를 넣고 뚜껑을 덮어 60 °C를 넘지 않는 수욕에서 용해시킨다. 용해 후 뚜껑을 열고 저어주며 질소 산화물을 제거한다. 용액을 냉각시키고 붕산 용액 50 см³를 첨가한 뒤 100 см³ 용량의 눈금플라스크로 옮겨 물로 정용한다. 대조 실험용 구리 용액: 구리 1 g을 백금 용기에서 불산 0.6 см³와 질산(1:2) 11 см³로 가열하여 용해한 후 황산(1:1) 2.5 см³를 넣고 잔여 자유 황산이 완전히 제거될 때까지 가열한다. 냉각 후 소량의 물을 더해 잔여물을 용해하고 질산(1:2) 10 см³ 및 불산 0.6 см³를 추가한다. 붕산 용액 50 см³를 넣어 100 см³ 용량 눈금플라스크로 옮기고 물로 정용한다. 이산화규소(ГОСТ 9428). 표준 규소 용액 용액 A: 가열 회소한 이산화규소 0.2143 g을 백금 도가니에서 칼륨-나트륨 탄산염 2 g과 용융시킨다. 용융물을 물로 침출하여 500 см³ 용량의 눈금플라스크로 옮기고 물로 정용한 뒤 즉시 폴리에틸렌 용기에 보관한다. 1 см³ 용액 A는 0.0002 g의 규소를 포함한다. 용액 B: 용액 A 10 см³를 100 см³ 용량 눈금플라스크에 넣고 물로 정용한다. 용액 B 1 см³는 0.00002 g의 규소를 포함한다. 4.3. 분석 수행 4.3.1. 시료 1 g을 백금 또는 테플론 도가니에 넣고 불산 0.6 см³와 질산(1:2) 11 см³를 첨가한 뒤 뚜껑을 덮고 60 °C를 넘지 않는 수욕에서 용해시킨다. 용해 후 뚜껑을 열고 저어주며 질소 산화물을 제거한다. 용액을 냉각시키고 붕산 용액 10 см³를 첨가한 뒤 폴리에틸렌 깔때기를 통해 100 см³ 용량의 눈금플라스크(붕산 용액 40 см³ 포함)로 옮기고 물로 정용한다. 규소 질량분율에 따라 알리쿼트 부피를 취한다(표 3 참조). 알리쿼트를 50 см³ 용량의 눈금플라스크에 넣고 표 3에 기재된 양의 질산 용액을 첨가한다. 표 3 Массовая доля кремния, % | Объем аликвотной части раствора, см³ | Объем раствора азотной кислоты, см³ 0,01–0,10 включ. | 20 | 0,2 Св. 0,10–0,20 | 10 | 0,6 0,20–0,30 | 5 | 0,8 플라스크의 용액을 물로 20 см³까지 희석하고, 각 시약을 첨가할 때마다 혼합하면서 요소(요소 용액) 5 см³, 암모늄 몰리브데네이트 용액 5 см³를 넣고 10분 동안 방치한다. 이어 구연산 용액 5 см³, 정인산 용액 3 см³를 넣고 눈금까지 물로 정용하여 혼합한다. 15분 후 광전 컬러리미터 또는 분광광도계로 400 nm에서 흡광도를 측정한다(흡광 경로 길이 5 cm). 대조용액은 대조 실험용 용액으로, 대조용 구리 용액은 분석 샘플과 동일한 용량의 구리 용액을 사용하여 동시에 준비한다. 4.3.2. 검량곡선 작성 50 см³ 용량의 7개 눈금플라스크에 각기 비교용 구리 용액 10 см³를 넣고 질산 용액 0.6 см³를 첨가한다. 그 중 6개 플라스크에는 표준 규소 용액 B(0.00002 g/см³)를 다음의 부피로 각각 첨가한다: 1.0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0 см³. 모든 플라스크의 부피를 물로 20 см³까지 채우고 요소 용액 5 см³를 넣은 다음 4.3.1항과 동일하게 분석을 진행한다. 대조용액은 규소를 포함하지 않는 용액이다. 얻은 데이터로 검량곡선을 작성한다. 4.4. 결과 처리 4.4.1. 규소의 질량분율(%)은 다음 식으로 계산한다: W(Кремния) = (m / m_0) × 100% 여기서 m — 검량곡선으로부터 얻은 규소의 질량(g), m_0 — 해당 알리쿼트에 해당하는 시료의 질량(g). 4.4.2. 세 번의 병행결과(수렴성 지표) 및 두 번의 분석 결과(재현성 지표) 간의 편차는 표 1에 제시된 허용편차를 초과해서는 안 된다. 4.4.3. 분석 결과의 정확도 관리는 ГОСТ 8.315에 의거하여 승인된 국가표준물질(GSO), 산업표준물질(OSO) 또는 공장표준물질(SOP)을 사용하거나 ГОСТ 25086에 따라 첨가법으로 수행한다.