ГОСТ R ISO 22725-2014
ГОСТ Р ИСО 22725−2014 니켈 합금. 탄탈 함량의 결정. 유도 결합 플라즈마 원자 발광 분광법
ГОСТ Р ИСО 22725−2014
러시아 연방 국가표준
니켈 합금
탄탈 함량의 결정. 유도 결합 플라즈마 원자 발광 분광법
Nickel alloys. Determination of tantalum. Inductively coupled plasma atomic emission spectrometric method
ОКС 77.120.40
시행일 2015−01−01
서문
1 작성: 연방국영기업 «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина»가 아래 4항에 기재된 표준의 자체 공인 번역본을 바탕으로 준비함
2 제출: 금속제품 관리 방법에 관한 표준화 기술위원회 ТК 145
3 승인 및 시행: 2014년 6월 11일 연방기술규제·계량청 명령 N 650-ст에 의해 승인·시행
4 본 표준은 국제 표준 ISO 22725:2007* «Nickel alloys — Determination of tantalum — Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry method»와 동일하다.
________________
* 본문 및 이후에 언급된 국제·외국 문서에 대한 접근은 shop.cntd.ru 사이트를 통해 얻을 수 있다. — 데이터베이스 제공자의 주석.
본 표준을 적용할 때는 참조된 국제 표준 대신 해당하는 러시아 연방 국내 표준 및 국제규격(СГС)을 사용하는 것을 권장하며, 이에 관한 정보는 부속서 ДА에 수록되어 있다.
5 최초 제정
본 표준의 적용 규칙은 ГОСТ Р 1.0−2012 (8항)에 규정되어 있다. 본 표준에 대한 변경사항 정보는 연간(매년 1월 1일 현재) 정보 색인 «국가표준»에 게재되며, 변경·수정의 공식 문서는 월간 정보 색인 «국가표준»에 게재된다. 본 표준이 개정(대체)되거나 폐기되는 경우 해당 공지는 가장 가까운 월간 정보 색인 «국가표준» 호에 게재된다. 해당 정보, 통지 및 본문은 또한 공용 정보시스템 — 연방기술규제·계량청 공식 웹사이트(www.gost.ru)에 게시된다.
1 적용 범위
본 표준은 유도 결합 플라즈마(ICP)로 여기된 원자 발광 분광법에 의한 측정 방법을 규정한다.
이 방법은 니켈 합금 중 탄탈의 질량 분율을 0.1%에서 5% 범위에서 결정하는 데 적용된다.
2 규범적 인용문서
본 표준에서는 다음의 국제 표준들을 규범적 인용문서로 사용한다*:
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* 국제 표준과 국내 표준의 대응표는 링크를 참조할 것. — 데이터베이스 제공자의 주석.
ISO 648:2008 실험실 유리기구. 단일 표시 피펫 (ISO 648:2008, Laboratory glassware — Single-volume pipettes)
ISO 1042:1998 실험실 유리기구. 단일 표시 전용 용적 플라스크 (ISO 1042:1998, Laboratory glassware — One-mark volumetric flasks)
ISO 3696:1987 분석용수. 기술적 요구사항 및 시험방법 (ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods)
ISO 5725−1:1994 측정방법 및 결과의 정확도(정확성 및 정밀성). 제1부. 일반 원칙 및 정의 (ISO 5725−1:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 1: General principles and definitions)
ISO 5725−2:1994 측정방법 및 결과의 정확도(정확성 및 정밀성). 제2부. 표준 측정방법의 반복성 및 재현성 결정에 관한 기본 방법 (ISO 5725−2:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method)
ISO 5725−3:1994 측정방법 및 결과의 정확도(정확성 및 정밀성). 제3부. 표준 측정방법의 중간 정밀도 지표 (ISO 5725−3:1994, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 3: Intermediate measures of the precision of a standard measurement method)
ISO 14284:1996 강철 및 주철. 화학성분 결정을 위한 시료 채취 및 전처리 (ISO 14284:1996, Steel and iron — Sampling and preparation of samples for the determination of chemical composition)
3 방법의 요지
본 방법은 분석 시료를 불화수소산(HF), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(orthophosphoric acid) 혼합물에 용해시키고, 염소산( HClO4 )을 첨가한 후 증기를 분리(증기증류)하는 것에 기초한다. 그 다음 불화수소산을 추가하고, 필요시 내부표준 원소를 도입한 뒤 용액을 일정 부피로 희석한다. 용액을 ICP 원자발광분광계에 분무하여 탄탈의 발광 강도와, 내부표준을 사용한 경우 그 원소의 발광 강도를 동시에 측정한다.
예를 들어, 탄탈의 분석선은 표 1에示되어 있다.
교정 방법은 교정용 용액의 매트릭스가 분석 시료와 매우 유사하도록 하는 것에 기반하며, 교정용 용액의 탄탈 농도는 분석 시료의 탄탈 함량의 약 0.75배와 1.25배 범위에 있도록 해야 한다. 그러므로 시료 내 모든 원소의 농도는 대략 알려져 있어야 한다. 이런 정보가 없는 경우, 시료는 반정량적 방법으로 먼저 분석되어야 한다. 이 절차의 장점은 매트릭스 원소들의 영향이 자동으로 보정되어 결정의 정확도가 향상된다는 점이다. 이는 고합금 합금 분석 시 상호원소 영향이 상당할 수 있으므로 특히 중요하다. 가능한 영향은 모두 최소화되어야 한다. 따라서 사용되는 분광계는 선택된 분석선들에 대해 이 방법에서 규정하는 기기적 기준을 만족해야 한다. 파장 240.06 nm에 해당하는 선은 면밀히 검토되어야 한다. 다른 선을 사용할 경우에도 역시 철저히 검증되어야 한다. 내부표준의 분석선 또한 신중히 선택되어야 한다. 스칸듐(Sc) 363.07 nm 선의 사용을 권장한다. 이 선은 니켈 합금에서 통상 관찰되는 원소 농도 범위에서는 간섭이 없다.
표 1 — 탄탈의 분석선 예시
| 원소 |
분석선, nm |
간섭 원소 |
| 탄탈 (Ta) |
240,06 |
Fe (철), Hf (하프늄) |
주 — 내부표준의 사용은 중요하지 않을 수 있다. 내부표준을 사용한 실험실과 사용하지 않은 실험실에서 얻은 결과에 차이가 발견되지 않았다.
4 시약
분석을 수행할 때, 달리 규정하지 않는 한 시약은 모두 규정된 분석용(analytical grade) 순도를 가진 것을 사용하고, 물은 ISO 3696에 따른 2등급 정제수를 사용한다.
4.1 불화수소산(HF), 질량분율 40%, 밀도 1,14 g/cm
또는 질량분율 50%, 밀도
1,17 g/cm
.
주의 — 불화수소산은 피부와 점막을 심하게 자극하고 부식시키며, 치유가 느린 특정 피부질환을 유발할 수 있다. 피부에 접촉한 경우 영향을 받은 부위를 충분한 물로 잘 씻고, 2.5% (질량비) 칼슘 글루코네이트(gel)를 도포한 후 즉시 의사의 진료를 받아야 한다.
4.2 염산(HCl), 밀도 1,19 g/cm
.
4.3 질산(HNO), 밀도
1,40 g/cm
.
4.4 Ортофосфорная кислота (HPO
), плотностью
1,70 г/см
.
4.5 Хлорная кислота (HClO), с массовой долей 60%, плотностью
1,54 г/см
или с массовой долей 70% и плотностью
1,67 г/см
.
4.6 Раствор внутреннего стандарта, 100 мг/дм
Выбирают подходящий элемент в качестве внутреннего стандарта и готовят раствор с концентрацией 100 мг/дм.
4.7 Стандартный раствор тантала, 10 г/дм
Взвешивают 1 г высокочистого тантала (не менее 99,9% по массовой доле) с точностью до 0,0005 г, помещают его в стакан и растворяют в смеси, состоящей из 10 смфтористоводородной кислоты (4.1) и 10 см
азотной кислоты (4.3). Раствор охлаждают и количественно переносят в мерную колбу с одной меткой вместимостью 100 см
. Разбавляют до метки водой и перемешивают.
Этот раствор содержит 10 мг/смтантала.
4.8 Стандартный раствор тантала, 1 г/дм
Взвешивают 0,1 г высокочистого тантала (не менее 99,9% по массовой доле) с точностью до 0,0005 г, помещают навеску в стакан и растворяют ее в смеси, состоящей из 10 смфтористоводородной кислоты (4.1) и 10 см
азотной кислоты (4.3). Раствор охлаждают и количественно переносят в мерную колбу с одной меткой вместимостью 100 см
. Разбавляют до метки водой и перемешивают.
Этот раствор содержит 1 мг/смтантала.
4.9 Стандартный раствор тантала, 100 мг/дм
10 смстандартного раствора тантала (4.8) переносят при помощи градуированной пипетки (или бюретки) в мерную колбу с одной меткой. Добавляют 10 см
фтористоводородной кислоты (4.1) и 10 см
азотной кислоты (4.3). Раствор разбавляют до метки водой и перемешивают.
Этот раствор содержит 0,1 мг/смтантала.
4.10 Стандартные растворы мешающих элементов
Стандартные растворы готовят для каждого элемента, массовая доля которого в анализируемом образце превышает 1%. Для приготовления растворов используют чистые металлы или химические вещества, массовая доля тантала в которых менее 10 мкг/г.
5 Аппаратура
Вся мерная стеклянная посуда должна быть класса A и калибрована в соответствии с ИСО 648 или ИСО 1042 в зависимости от предназначения.
Используют обычное лабораторное оборудование, а также следующую аппаратуру.
5.1 Стаканы из политетрафторэтилена (PTFE) или из перфторалкокси-сополимера (PFA) с графитовой подложкой.
5.2 Мерные колбы из полипропилена вместимостью 100 смв соответствии с ИСО 1042.
5.3 Атомно-эмиссионный спектрометр (АЭС)
Спектрометр должен иметь в качестве источника возбуждения индуктивно связанную плазму (ИСП) и систему распыления, устойчивую к фтористоводородной кислоте. Спектрометр ИСП-АЭС считается пригодным, если после оптимизации параметров по 7.3 будет удовлетворять инструментальным критериям, изложенным в нижеследующих подпунктах.
Спектрометр может быть одновременного или последовательного действия. Если спектрометр последовательного действия оборудован устройством для одновременного измерения линии внутреннего стандарта, при измерениях можно использовать метод с применением внутреннего стандарта. Если спектрометр последовательного действия не оборудован таким устройством, внутренний стандарт не может быть использован, и применяют альтернативный метод без использования внутреннего стандарта.
5.3.1 Практическое разрешение спектрометра с последовательным действием
Рассчитывают ширину полосы (за полную ширину принимают ширину полосы на половине максимума высоты) в соответствии с A.2 приложения A для используемой аналитической линии, включая линию внутреннего стандарта. Ширина полосы должна быть менее 0,030 нм.
5.3.2 Минимальная кратковременная стабильность
Рассчитывают стандартное отклонение десяти измерений абсолютной интенсивности или отношения интенсивностей, соответствующих танталу и внутреннему стандарту, с использованием наиболее концентрированного градуировочного раствора тантала в соответствии с A.3 приложения A. Относительное стандартное отклонение не должно превышать 0,4%.
5.3.3 Концентрация, эквивалентная фоновому излучению
Рассчитывают концентрацию, эквивалентную фону (КЭФ), в соответствии с A.4 приложения A для спектральной аналитической линии, используя раствор, содержащий только анализируемый элемент. Максимальные значения КЭФ не должны превышать 0,8 мг/дм.
6 Отбор проб и подготовка образцов
6.1 Отбор проб и подготовка лабораторных образцов должны быть выполнены по соглашению сторон, а в случае разногласий сторон — по подходящему стандарту.
6.2 Лабораторный образец обычно готовят в виде фрезерной или сверлильной стружки без дополнительной механической обработки.
6.3 실험용 시료는 깨끗해야 하며, 순수한 아세톤으로 세척한 후 공기 중에서 건조시킨다.
6.4 실험용 시료를 제조할 때 경납땜(브레이징)을 사용한 기구를 사용한 경우, 시료는 질량분율 15%의 질산(질산 HNO3)으로 수 분 처리한 다음 증류수로 여러 번 세척하고 그 다음 아세톤으로 세척한 후 공기 중에서 건조시킨다.
7 분석 수행
7.1 분석용 시료
시험할 시료 0.25 g을 0.0005 g의 정확도로 저울에 달아 취한다.
7.2 분석용 용액의 조제
불산 HF (4.1)를 사용하는 경우 용해는 PTFE 또는 PFA 비커(흑연 받침 사용)에서 수행한다.
7.2.1 분석용 시료를 PTFE 또는 PFA 비커(흑연 받침 사용)에 넣는다.
7.2.2 시료에 5 cm³의 HF (4.1), 30 cm³의 HCl (4.2) 및 3 cm³의 HNO3 (4.3)를 가한다. 샘플의 용해는 실온에서 밤새 진행한다. 그 후 2.5 cm³의 H3PO4 (4.4)를 가한다. 필요한 경우 비커를 가열하여 시료가 완전히 용해되도록 한다. 7.5 cm³의 HClO4 (4.5)를 추가하고 과염소산 증기가 발생할 때까지 가열한다. 증발(건조)은 2−3분 동안 계속한다.
참고 — 2.5 cm³의 H3PO4 (4.4)와 7.5 cm³의 HClO4 (4.5) 대신 5 cm³의 H3PO4 (4.4) 및 5 cm³의 HClO4 (4.5)를 첨가할 수도 있다.
7.2.3 용액을 냉각시키고 염류를 용해시키기 위해 10 cm³의 물을 첨가한다. 소량의 잔류물이 용해되지 않을 수 있다. 이 경우 2 cm³의 HF (4.1)를 추가하고 잔류물이 완전히 용해될 때까지 약 20분간 조심스럽게 가열한다.