一種測定銅鎳錳釬料中的銅含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于銅鎳錳釬料元素分析技術(shù)，涉及一種測定銅鎳錳釬料中的銅含量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國防工業(yè)的發(fā)展，新材料不斷推出，各種性能優(yōu)異材料對其成分的要求愈加嚴格，合金中雜質(zhì)元素的含量對材料性能的影響至關(guān)重要。銅合金釬料是目前應(yīng)用比較廣泛的一種釬料，包含銅鋅釬料、銅鎳釬料、銅磷釬料、銅錳釬料、銅鍺釬料、銅鎳錳釬料等，這些釬料的共同特點是在銅合金中加入一些合金元素如鋅、鎳、磷、錳或幾種元素同時加入，從而改變合金的力學(xué)性能、塑性和加工性能等，但銅鎳錳釬料在相關(guān)文章及文獻中報道比較少。銅鎳錳釬料是一種重要的焊接材料，由于其工藝性能優(yōu)越、使用方便、成本較低、接頭性能良好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于多種金屬基合金材料的焊接中，在航空航天領(lǐng)域也有一定應(yīng)用。目前，國內(nèi)外對銅鎳錳釬料元素成分的分析還沒有檢測方法標準，許多檢測中心現(xiàn)行工作中使用的方法都是套用銅及銅合金化學(xué)分析方法第I部分:銅含量的測定(GB/T 5121.1-2008)、鋼鐵及合金化學(xué)分析方法-硫代硫酸鈉分離碘量法測定銅量(GB/T223.18-1994)、高溫合金化學(xué)分析方法第27部分:銅試劑-乙醚萃取吸光光度法測定銅含量(HB5220.27-2008)和鎳基合金粉化學(xué)分析方法第9部分:銅量的測定-硫代硫酸鈉碘量法(YS/T 539.9-2009)等方法標準，但上述標準存在操作步驟復(fù)雜、測定范圍不適用及試劑(如乙醚等)污染等缺點。由于銅鎳錳釬料的特殊成分組成，使得其中的元素測定較為復(fù)雜，而且如果簡單地套用鎳基合金粉、銅及銅合金的溶樣方法，還經(jīng)常存在銅鎳錳釬料樣品溶解不完全、測定結(jié)果偏低的現(xiàn)象。
[0003]關(guān)于銅鎳錳釬料中銅元素的分析，目前國內(nèi)外均無明確的準確分析方法，基本都是套用銅及銅合金(GB/T 5121.1-2008)或其他合金的分析方法，套用方法存在試劑用量大、試劑污染、共存元素的干擾不明確、實驗過程較為煩瑣等導(dǎo)致分析周期較長等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是:提出一種快速溶樣、分析周期較短、效率高的測定銅鎳錳釬料中銅含量的方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006](I)、在測定過程中使用的試劑如下:
[0007](1.1)、氟化銨溶液:200g/L ；
[0008](1.2)、淀粉溶液5g/L:稱取Ig可溶性淀粉，加入少量水，使成糊狀，然后緩慢倒入200mL沸水中，攪拌煮沸，溶解后冷卻，淀粉溶液現(xiàn)用現(xiàn)配；
[0009](1.3)、硫酸:1+4;
[0010](1.4)、硫氰酸鉀溶液，100g/L:稱取20g硫氰酸鉀，置于400mL燒杯中，加入50mL水攪拌至完全溶解，用水稀釋至200mL，搖勻；
[0011](1.5)、碘化鉀:固體;
[0012](1.6)、質(zhì)量分數(shù)不小于99.9%的銅標準溶液:2.00mg/mL，稱取2.0OOOg純銅，置于300mL燒杯中，加入30mL硝酸1+1，加熱溶解，煮沸以除去氮的氧化物，冷卻至室溫，將溶液移入100mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻；
[0013](1.7)、硫代硫酸鈉標準滴定溶液:0.04mol/L，稱取硫代硫酸鈉10g，溶于100mL剛經(jīng)煮沸而后冷卻的水中，混勻；
[0014](1.8)、鹽酸，P 1.19g/mL，優(yōu)級純或高純或MOS級；
[0015](1.9)、硝酸，P 1.42g/mL，優(yōu)級純或高純或MOS級；
[0016](1.10)、氫氟酸，P約1.15g/mL，優(yōu)級純或高純或MOS級；
[0017](2)、取樣和制樣:分析用的試樣按照HB/Z 207的要求進行取樣和制樣；
[0018](3)、分析步驟如下:
[0019](3.1)、試料:稱取0.1Og試料，精確到0.0OOlg ；
[0020](3.2)、制備試樣溶液:將分析步驟(3.1)的試料置于150mL聚四氟乙烯燒杯中，加入硝酸5?10mL、鹽酸5?10mL、氫氟酸O?10滴，加熱至試樣完全溶解，煮沸驅(qū)除氫氟酸5?30min，冷卻，轉(zhuǎn)移至200?300mL玻璃燒杯中，加入50mL水，繼續(xù)煮沸驅(qū)除氫氟酸5?30min，稍冷，加入3mL硫酸1+4，蒸發(fā)至冒硫酸煙，冷卻，加水稀釋至體積為50mL ；
[0021](3.3)、制備標準物質(zhì)溶液
[0022]將分析步驟(3.1)的不含鈷元素或鈷含量不大于0.05%的鎳銅合金標準物質(zhì)置于150mL聚四氟乙稀燒杯中，加入硝酸5?10mL、鹽酸5?10mL、氫氟酸O?10滴，加熱至試樣完全溶解，煮沸驅(qū)除氫氟酸5?30min，冷卻，轉(zhuǎn)移至200?300mL玻璃燒杯中，加入50mL水，繼續(xù)煮沸驅(qū)除氫氟酸5?30min，稍冷，加入3mL硫酸1+4，蒸發(fā)至冒硫酸煙，冷卻，加水稀釋至體積為50mL ；
[0023](3.4)、滴定系數(shù)的確定
[0024]移取與被測試料中含銅量相當?shù)你~標準溶液三份，置于200?300mL燒杯中，加入硝酸5?10mL、鹽酸5?10mL、3mL硫酸1+4，蒸發(fā)至冒硫酸煙，冷卻，加水稀釋至體積為50mL ；
[0025]分別加入5mL氟化鞍溶液和4g碘化鉀，在暗處放置2min?4min后取出，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液滴定至溶液變?yōu)榈S色，再加入1mL硫氰酸鉀溶液，5?6mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至溶液淡藍色消失，即為終點；在三份銅標準溶液消耗硫代硫酸鈉標準滴定溶液毫升數(shù)極差不超過0.05mL的情況下，取其平均值；按下式計算硫代硫酸鈉標準滴定溶液對銅的滴定度:
[0026]T = V1X C/V2
[0027]式中:T-硫代硫酸鈉標準滴定溶液對銅的滴定度，g/mL ；
[0028]V1-分取銅標準溶液的體積，mL ；
[0029]C-銅標準溶液的濃度，g/mL ；
[0030]V2-滴定時消耗的硫代硫酸鈉標準滴定溶液體積的平均值，mL ;
[0031](3.5)、樣品及標準物質(zhì)中銅的測定
[0032]在上述(3.2)及(3.3)中分別加入5mL氟化銨溶液，4g碘化鉀，在暗處放置2min?4min后取出，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液滴定至溶液變?yōu)榈S色，再加入1mL硫氰酸鉀溶液，5?6mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至溶液淡藍色消失即為終點；
[0033](4)、計算測量結(jié)果，得到銅含量；
[0034]按下式計算待測元素的百分含量:
[0035]w(Cu) %= TXV/m0
[0036]式中:T-硫代硫酸鈉標準滴定溶液對銅的滴定度，g/mL ；
[0037]V-滴定時所消耗硫代硫酸鈉標準滴定溶液的體積，mL ;
[0038]m0-稱樣量，go
[0039]選取銅含量與待測試樣基本一致的標準物質(zhì)作對照。
[0040]本發(fā)明優(yōu)點是:
[0041]I)樣品處理技術(shù)是該發(fā)明的優(yōu)點之一。由于銅鎳錳釬料中的硅含量最高達到2.00%，采用常規(guī)的鹽、硝酸溶樣已不能將試料溶解完全，故對于硅含量小于0.10%的試料可不加氫氟酸即可將試料溶解完全，而對于硅含量大于0.10%的試料需加入氫氟酸溶解；但氫氟酸的加入對后面的試驗過程有影響，故本發(fā)明采取了兩次加熱的方式將氫氟酸驅(qū)趕干凈，從而保證了實驗過程的可操作性劑實驗結(jié)果的準確性。本發(fā)明采用硝酸5?10mL、鹽酸5?10mL、氫氟酸O?10滴處理銅鎳錳釬料，解決了已往溶解試樣試劑用量大、樣品溶解不完全以及實驗步驟比較繁瑣等疑難問題；
[0042]2)通過采用經(jīng)典化學(xué)法-硫代硫酸鈉碘量法測定銅鎳錳釬料中的銅，由于銅鎳錳釬料沒有主量元素相匹配的標準物質(zhì)，故通過做共存元素干擾試驗，確定共存元素對銅含量測定的干擾情況:共存元素鎳和錳對銅含量的測定無影響，但其共存元素鈷由于其本身固有的顏色，影響滴定終點的判斷，近而影響滴定結(jié)果的準確性，綜合上述干擾情況，本發(fā)明選取不含鈷元素或鈷含量不大于0.05%的鎳銅合金標準物質(zhì)作對照，提高了分析測量的準確度；
[0043]3)研宄建立的測定銅鎳錳釬料中的銅的方法準確可靠，可以滿足科研生產(chǎn)的要求；
[0044]4)該方法測量快速，操作簡便，節(jié)約了大量人力、物力和財力。
【具體實施方式】
[0045](I)、在測定過程中使用的試劑如下:
[0046](1.1)、氟化銨溶液:200g/L ；
[0047](1.2)、淀粉溶液(現(xiàn)用現(xiàn)配)5g/L:稱取Ig可溶性淀粉，加入少量水，使成糊狀，然后緩慢倒入200mL沸水中，攪拌煮沸，溶解后冷卻；
[0048](1.3)、硫酸:1+4;
[0049](1.4)、硫氰酸鉀溶液，100g/mL:稱取20g硫氰酸鉀，置于400mL燒杯中，加入50mL水攪拌至完全溶解，用水稀釋至200mL，搖勻；
[0050](1.5)、碘化鉀:固體；
[0051](1.6)、質(zhì)量分數(shù)不小于99.9%的銅標準溶液:2.00mg/mL，稱取2.0OOOg純銅，置于300mL燒杯中，加入30mL硝