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

ГОСТ 6689.7−92

그룹 B59

이전 표준 체계 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 이전 표준 체계 금속공업성에서 작성·제출함

작성자

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

2. 1992년 2월 18일 이전 표준 체계 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.
______________
* 해당 국가 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.
________________
* 해당 국가 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.