鈮鉿合金化學(xué)分析方法 痕量雜質(zhì)元素的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法 編制說明

鈮鉿合金化學(xué)分析方法痕量雜質(zhì)元素的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法編制說明一、工作簡況1.1任務(wù)來源根據(jù)國標(biāo)委《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2022年第二批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知》【國標(biāo)委發(fā)〔2022〕22號】，由西安漢唐分析檢測有限公司負(fù)責(zé)起草《鈮鉿合金化學(xué)分析方法痕量雜質(zhì)元素的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》國家標(biāo)準(zhǔn)。項目計劃編號為20220745-T-610，項目周期為22個月，計劃完成年限為2024年，歸口單位為全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。1.2主要參加單位和工作成員及其所作的工作本文件起草單位：西安漢唐分析檢測有限公司、廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心、有色金屬經(jīng)濟研究院、國標(biāo)（北京）檢驗認(rèn)證有限公司、寶鈦集團有限公司、鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司韶關(guān)冶煉廠、承德天大釩業(yè)有限責(zé)任公司、甘肅精普檢測科技有限公司、西安諾博爾稀貴金屬材料股份有限公司。西安漢唐分析檢測有限公司作為標(biāo)準(zhǔn)起草負(fù)責(zé)單位，在工作前期，對鈮鉿合金的檢測需求和現(xiàn)階段國內(nèi)外檢測方法現(xiàn)狀進(jìn)行了充分的調(diào)研和梳理，并制定了系統(tǒng)的研究方案。在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，完成了試驗樣品的搜集和分發(fā)；完成了分析方法的研究工作；撰寫了標(biāo)準(zhǔn)文件、研究報告和編制說明；完成了數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計工作；廣泛征求了國內(nèi)同行試驗室及相關(guān)企業(yè)的意見。廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心為第一驗證單位，在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中對標(biāo)準(zhǔn)文件和研究報告中的各項試驗參數(shù)進(jìn)行了驗證，同時提供了試驗樣品的精密度數(shù)據(jù)，對標(biāo)準(zhǔn)文件、研究報告和編制說明提出了相應(yīng)的修改建議。有色金屬經(jīng)濟研究院、國標(biāo)（北京）檢驗認(rèn)證有限公司、寶鈦集團有限公司、鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司韶關(guān)冶煉廠、承德天大釩業(yè)有限責(zé)任公司、甘肅精普檢測科技有限公司、西安諾博爾稀貴金屬材料股份有限公司為第二驗證單位，在標(biāo)準(zhǔn)制定過程中對試驗樣品進(jìn)行了測試，提供了精密度數(shù)據(jù)，并對標(biāo)準(zhǔn)文件提出了修改建議。本文件主要起草人：1.3主要工作過程西安漢唐分析檢測有限公司在接到標(biāo)準(zhǔn)制訂任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，并召開了標(biāo)準(zhǔn)項目編制啟動會議，對標(biāo)準(zhǔn)編寫工作進(jìn)行了部署和分工，主要工作過程經(jīng)歷了以下幾個階段。1.3.1起草階段（1）2022年7月，接到《國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)2022年第二批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計劃及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外文版計劃的通知》文件通知。（2）2022年11月，在廈門舉辦的全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會及各分技術(shù)委員會年會上，形成《鈮鉿合金化學(xué)分析方法痕量雜質(zhì)元素的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)落實會會議紀(jì)要，確定了由廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心為第一驗證單位，有色金屬經(jīng)濟研究院、國標(biāo)（北京）檢驗認(rèn)證有限公司、寶鈦集團有限公司、鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司韶關(guān)冶煉廠、承德天大釩業(yè)有限責(zé)任公司、甘肅精普檢測科技有限公司、西安諾博爾稀貴金屬材料股份有限公司為第二驗證單位。（3）2022年11月，組建《鈮鉿合金化學(xué)分析方法痕量雜質(zhì)元素的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法》起草小組：撰寫開題報告，落實課題組長及課題成員的任務(wù)，確定標(biāo)準(zhǔn)編審原則。（4）2023年4月，完成相應(yīng)分析方法樣品的收集和相關(guān)研究工作，形成討論稿、研究報告、征求意見表等，交廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測中心、有色金屬經(jīng)濟研究院、國標(biāo)（北京）檢驗認(rèn)證有限公司、寶鈦集團有限公司、鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司韶關(guān)冶煉廠、承德天大釩業(yè)有限責(zé)任公司、甘肅精普檢測科技有限公司、西安諾博爾稀貴金屬材料股份有限公司，并連同驗證樣品一起分別寄往各驗證單位。（5）2023年5月，陸續(xù)收到各驗證單位的研究報告及反饋意見，對參與驗證單位的意見和建議進(jìn)行匯總處理，對討論稿進(jìn)行修改，完善試驗報告，撰寫編制說明。二、標(biāo)準(zhǔn)化文件編制原則2.1符合性：本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》、GB/T20001.4—2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T6379.2—2004《測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度》的要求進(jìn)行了編寫。2.2合理性：反映當(dāng)前國內(nèi)各生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)水平，宜于應(yīng)用，經(jīng)濟上合理，兼顧現(xiàn)有資源的合理配置。2.3先進(jìn)性：本文件涉及的內(nèi)容，技術(shù)水平不低于當(dāng)前國內(nèi)先進(jìn)水平。三、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的確定依據(jù)本文件為首次制定，是在充分調(diào)研了生產(chǎn)實際水平后完成的。起草單位和第一驗證單位就溶樣酸的選擇、同位素質(zhì)量數(shù)、檢出限和定量限進(jìn)行了研究。3.1方法檢測范圍根據(jù)實際產(chǎn)品中的元素種類和含量檢測需求，并結(jié)合電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的檢測能力范圍，確定出本文件中鈮鉿合金中鋰、鈹、硼、鎂、鋁、釩、錳、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、砷、鍶、鉬、鉻、鎘、錫、銻、鉛、鉍、鈾含量的測定范圍為0.0001%～0.010%，鐵含量的測定范圍為0.0010%～0.010%。3.2溶樣酸的選擇鈮在鈮鉿合金中的含量大約可達(dá)到80%以上，是一種熱導(dǎo)率好，熔點高，耐腐蝕性好的金屬，鈮不與無機酸或堿作用，也不溶于王水，但可溶于氫氟酸。因此鈮鉿合金通常采用氫氟酸在低溫加熱條件下溶解，溶解后期溶液底部出現(xiàn)的黑色不溶物，一般是難溶的碳化物或氮化物，可以通過滴加硝酸使之完全溶解，保證溶液清亮。因此，在既能保證溶液酸度適中不水解，又能兼顧經(jīng)濟環(huán)保與設(shè)備保護的前提下，本試驗選擇2mL氫氟酸、1mL硝酸溶解樣品。GB/T38513—2020《鈮鉿合金化學(xué)分析方法鉿、鈦、鋯、鎢、鉭等元素的測定電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》中，溶解鈮鉿合金樣品時，氫氟酸用量為2mL，硝酸用量為5mL。與之相比本試驗硝酸用量減少，主要是因為稱取樣品量減少，1mL硝酸就可使其完全氧化溶解。3.3同位素質(zhì)量數(shù)根據(jù)待測元素同位素豐度高和無干擾的原則來進(jìn)行選擇，待測元素推薦的同位素質(zhì)量數(shù)見表1。在質(zhì)譜檢測過程中，絕大部分的元素的測定選擇標(biāo)準(zhǔn)模式，但因Fe元素與載氣Ar氣所產(chǎn)生的ArO存在嚴(yán)重的干擾，所以在本實驗中對Fe元素的測定采取碰撞模式進(jìn)行檢測。表1同位素質(zhì)量數(shù)%79BVNiU3.4檢出限和定量限對11份全流程空白溶液進(jìn)行測定，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為檢出限，10倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差作為檢測下限，各元素檢出限和定量限統(tǒng)計結(jié)果見表2。表2檢出限和定量限BV表2檢出限和定量限（續(xù)）NiU3.5精密度和準(zhǔn)確度試驗3.5.1精密度按照試驗方法，對鈮鉿合金樣品進(jìn)行精密度試驗，平行9次測定樣品中各元素含量，結(jié)果見表3（/表3方法精密度實驗%%%%////////B////////////V////////////////表3方法精密度實驗（續(xù)）%%%%Ni////////////////////////////////////////////////U////由于所收集到的鈮鉿合金樣品中雜質(zhì)元素含量較低，故試驗通過加標(biāo)合成樣品進(jìn)行精密度試驗。加入5μg/g、10μg/g、30μg/g、60μg/g雜質(zhì)元素，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗，即在稱完樣品后直接在相應(yīng)燒杯中加入適量的混合標(biāo)液，加酸溶解樣品，合成樣品1#、2#、3#和4#。按相同的檢測方法對合成樣品進(jìn)行準(zhǔn)確度實驗，測定結(jié)果見表4～表7。表4鈮鉿合成樣品精密度實驗%%00B000V00/////////////0Ni0表4鈮鉿合成樣品精密度實驗（續(xù)）%%00000000000U0表5模擬樣品精密度試驗%%00B000V0000Ni000000表5模擬樣品精密度試驗（續(xù)）%%000000U0表6模擬樣品精密度試驗%%00B000V0000Ni000000000000U0表7模擬樣品精密度試驗%%00B000V0000Ni000000000000U03.5.2準(zhǔn)確度分析通過合成樣品實驗，同時可計算出加標(biāo)回收率，結(jié)果見表8。從表中數(shù)據(jù)可看出，各元素的加標(biāo)回收率均在90%～120%之間，說明方法準(zhǔn)確。表8鈮鉿合金加標(biāo)回收率%%%%00B00表8鈮鉿合金加標(biāo)回收率（續(xù)）0V000//0Ni000000000000U0四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況本文件不涉及專利問題。五、預(yù)期達(dá)到的社會效益等情況5.1標(biāo)準(zhǔn)的必要性以鈮鉿為代表的高溫合金在航空航天領(lǐng)域獲得了重要應(yīng)用。該合金具有優(yōu)異的綜合性能，主要用于火箭發(fā)動機輻射冷卻噴灌和推力室身部、空間發(fā)電系統(tǒng)熔融鈉及鈉鉀合金壓力管和渦輪泵、噴氣發(fā)動機高溫結(jié)構(gòu)部件等。其質(zhì)量控制對于我國航空航天事業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的作用。該標(biāo)準(zhǔn)的建立不僅能滿足生產(chǎn)單位和企業(yè)用戶急需，而且可以填補鈮鉿合金分析領(lǐng)域的空白，有利于鈮鉿合金的質(zhì)量控制，為鈮鉿合金的綜合開發(fā)提供有力的保證。5.2標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)期作用標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了我國鈮鉿合金生產(chǎn)企業(yè)和使用加工企業(yè)的生產(chǎn)工藝技術(shù)水平。根據(jù)實際需求進(jìn)行了大量相關(guān)試驗，最終形成了本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)操作簡便、快速，分析結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，代表了我國在鈮鉿合金檢測領(lǐng)域的最高水平。本標(biāo)準(zhǔn)頒布執(zhí)行后，有利于生產(chǎn)采用統(tǒng)一的分析方法開展產(chǎn)品質(zhì)量檢驗工作，有利于市場公平交易環(huán)境的形成，具有較大的社會效益。六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況6.1采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的程度經(jīng)查，國外無相同類型的國際標(biāo)準(zhǔn)。6.2國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比分析經(jīng)查，國外無相同類型的國際標(biāo)準(zhǔn)。6.3與測試的國外樣品、樣機的有關(guān)數(shù)據(jù)對比情況6.4標(biāo)準(zhǔn)水平分析本標(biāo)準(zhǔn)的建立提升了檢測效率，有利于生產(chǎn)單位生產(chǎn)效率的提高，標(biāo)準(zhǔn)總體達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平。七、與現(xiàn)行法律、法規(guī)、強制性國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套情況本文件與有關(guān)的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。本文件與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及制定中的標(biāo)準(zhǔn)無重復(fù)交叉情況。八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)編制組嚴(yán)格按既定編制原則進(jìn)行編寫，本文件起草過程中未發(fā)生重大的分歧意見。