(高清版)GBT 1425-2021 貴金屬及其合金熔化溫度范圍的測定 熱分析試驗方法

貴金屬及其合金熔化溫度范圍的測定熱分析試驗方法2021-08-20發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I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》的規(guī)定起草。本文件代替GB/T1425—1996《貴金屬及其合金熔化溫度范圍的測定熱分析試驗方法》,與GBT1425—1996相比，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：a)刪除了“一致性熔化過程”的要求(見1996年版的1.1);b)增加了對貴金屬及其合金適用范圍的描述(見第1章);c)更改了試驗溫度范圍，由室溫～1500℃擴大為25℃~2000℃(見第1章，1996年版的1.3);d)刪除了“熔化一致性過程”和圖1金屬合金熔化過程的典型熱分析曲線示意圖(見1996年版的3.1及圖1);e)刪除了“熱阻”的定義(見1996年版的3.1);f)刪除了“分析天平”的要求(見1996年版的5.2);g)增加了高于1600～2000℃溫度曲線的讀數(shù)精度(見6.1.1);h)增加了試劑或材料的要求(見第5章);i)增加了壓力條件的要求(見6.3);j)增加了對取樣的具體要求(見7.1);k)刪除了“試驗結(jié)束后，重新稱重試樣，記錄其質(zhì)量變化情況”的要求(見1996年版的7.2.8);1)增加了對于熔化溫度小于300℃樣品的測試加熱速率要求(見9.7);m)增加了固相線溫度的計算方法及圖例(見10.1);n)增加了最終結(jié)果的數(shù)據(jù)修約方法(見10.5);o)更改了附錄A(見附錄A,1996年版的附錄A);p)更改了附錄B中的“圖B.1”(見附錄B,圖B.1,1996年版的附錄B,圖B.1)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC!TC243)歸口。本文件起草單位：貴研鉑業(yè)股份有限公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟研究院有限責(zé)任公司、貴研檢測科技(云南)有限公司、北京有色金屬與稀土應(yīng)用研究所、西北有色金屬研究院。本文件及其所替代文件的歷次版本發(fā)布情況為：——首次發(fā)布為GB/T1425—78,1996年第一次修訂為GB/T1425—1996;——本次為第二次修訂。1貴金屬及其合金熔化溫度范圍的測定熱分析試驗方法警示——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實驗室工作的實踐經(jīng)驗。本文件并未指出所有可能的安全問題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。本文件規(guī)定了采用差熱分析儀或差示掃描量熱計測定貴金屬及其合金熔化溫度范圍的方法。本文件適用于貴金屬及其合金熔化溫度范圍的試驗，試驗范圍為25℃~2000℃。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T6425熱分析術(shù)語GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義GB/T6425界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。熔化溫度范圍meltingtemperaturerange開始熔化溫度T;和終了熔化溫度T之間的間隔，表示為：T;～T。注：單位為℃。固相線溫度solidustemperature由熔化過程中第一個峰的外推始點溫度T給出，即T=T。注：單位為℃。開始熔化溫度又稱為固相線溫度。液相線溫度liquidustemperature由熔化過程中最后一個峰值(若為單峰，則此峰即為第一個峰，也是最后一個峰)的峰溫T。和熱滯注：單位為℃。熔化終了溫度又稱為液相線溫度。4方法原理貴金屬及其合金當(dāng)發(fā)生固-液相轉(zhuǎn)變時，必然伴隨熔化潛熱的吸收。差熱分析法(DTA)和差示掃2描量熱法(DSC)能在程序控制溫度下，檢測出樣品在此過程中與參比物的溫差和內(nèi)能的變化情況。因此，采用DTA和DSC對樣品的整個熔化過程進行動態(tài)掃描試驗，可方便、準(zhǔn)確地測定出樣品的熔化溫度范圍。5試劑或材料5.1氣源可采用氬氣、氮氣、氦氣等惰性氣體作為氣源，氣體應(yīng)達到99.9%以上氣體純度。將氣體流量控制在10mL!min～50mL/min的范圍內(nèi)并穩(wěn)定在5%的誤差以內(nèi)。5.2參比物參比物在試驗溫度范圍內(nèi)不發(fā)生焓變，并應(yīng)儲存在干燥器中待用。典型的參比物有煅燒α-Al?O?、6儀器設(shè)備6.1熱分析儀器6.1.1差熱分析儀：最大加熱速率不低于10℃/min,具有足夠的精度和調(diào)整能力，使樣品熔化時樣品與參比物溫差產(chǎn)生的熔化峰，能自動記錄在記錄儀的10%～90%分度范圍內(nèi)。溫度曲線的讀數(shù)精度：低于300℃時不低于±0.5℃,300℃~700℃時為±1℃;大于700℃~1600℃時為±2℃;大于1600℃~2000℃時為±3℃。6.1.2差示掃描量熱計：最大加熱速率不低于10℃/min,具有足夠的精度和調(diào)整能力，使樣品熔化時輸入到樣品和參比物間的能量差產(chǎn)生的熔化峰，能自動記錄在記錄儀的10%～90%分度范圍內(nèi)。溫度曲線的讀數(shù)精度：低于300℃時不低于±0.5℃,300℃~700℃時為±1℃;大于700℃~1600℃時為6.2樣品皿由鋁或其他高導(dǎo)熱金屬、硼硅鹽玻璃、熔融氧化鋁、熔融石英等材質(zhì)制成，要求其(或坩堝)在整個試驗溫度范圍內(nèi)不發(fā)生任何相態(tài)變化，不與參比物或樣品發(fā)生任何反應(yīng)。6.3壓力條件如果試驗需要在壓力條件下進行，應(yīng)具備：——能夠維持壓縮氣源試驗壓力在0.1MPa～1.27MPa;——壓力調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器可測量并調(diào)節(jié)試驗壓力至規(guī)定值，誤差小于5%。7樣品7.1對于液體或漿狀樣品，混勻后取樣；對于金屬片樣品，剪碎后取樣。7.2在不影響樣品的前提下，可采用振動填裝、成型、擠壓等方式提高樣品與樣品皿之間的熱傳導(dǎo)3能力。7.3未經(jīng)申明，樣品將以收到時的狀態(tài)進行測量，而不做任何預(yù)處理。7.4若要求分析前對樣品進行機械加工或熱處理，則應(yīng)在報告中注明相應(yīng)的處理方式、過程及條件；對于熱處理，還應(yīng)記錄處理前后的質(zhì)量損失情況。7.5樣品不應(yīng)被稀釋。在儀器靈敏度和基線穩(wěn)定性允許的情況下，建議采用較少量的樣品進行試驗。推薦樣品量宜為2mg～20mg,或少于樣品皿的1/3體積。如果樣品有突然釋放大量潛熱的可能性，應(yīng)適當(dāng)減少樣品量。8校準(zhǔn)8.1在校準(zhǔn)的溫度范圍，選用附錄A中校準(zhǔn)物質(zhì)，對儀器的溫度指示值進行校準(zhǔn)。8.3在某校準(zhǔn)物質(zhì)定點溫度下，儀器溫度指示的修正值由附錄A中對應(yīng)熔化溫度與校準(zhǔn)曲線熔化峰的外推始點溫度的差值確定。8.4儀器校準(zhǔn)周期按所選用設(shè)備的要求進行。9試驗步驟9.1接通熱分析儀器電源，儀器預(yù)熱時間不少于20min。9.2用分析天平，稱取質(zhì)量為2mg～20mg的樣品放于相應(yīng)的樣品皿中，稱量精度為0.01mg。9.3根據(jù)樣品情況，選用適當(dāng)?shù)膮⒈任?。為確保參比物的熱中性特征，首次使用的參比物，應(yīng)在不低于1000℃的溫度下進行2h焙燒處理。9.4將盛有樣品和參比物的坩堝，分別置于潔凈支架上的相應(yīng)位置，并詳細記錄樣品的填裝情況。9.5在整個樣品過程中，樣品的環(huán)境氣氛應(yīng)保持一致。若為大氣環(huán)境，則規(guī)定為等壓自發(fā)對流狀態(tài)；若采用惰性保護氣氛，將樣品室沖洗干凈后，供給氣體的流量應(yīng)不大于50mL/min(在1個大氣壓下)。對精度更高的測量，應(yīng)控制氣氛的濕度。若為大氣，應(yīng)使用過氯酸鎂等物質(zhì)進行干燥；若為其他氣氛，也應(yīng)做類似的干燥處理。9.6選擇適宜的儀器靈敏度，使樣品熔化過程中產(chǎn)生的相應(yīng)熔化峰，能記錄于記錄儀的10%～90%分度范圍內(nèi)。9.7采用快速加熱方式，將樣品先加熱到低于開始熔化溫度約50℃時保溫5min,然后再以10℃/min的速率加熱樣品，直至樣品全部熔化為止。對未知樣品，推薦使用10℃min的加熱速率。若樣品的熔化溫度范圍小于300℃,則應(yīng)降低加熱速率，推薦使用加熱速率不大于5℃/min。采用其他加熱速率9.8每一樣品至少應(yīng)進行兩次試驗，取其平均值。9.9為了避免過冷現(xiàn)象對測定結(jié)果的影響，在通常情況下，規(guī)定試驗只在加熱條件下進行。10試驗數(shù)據(jù)處理10.1根據(jù)試驗得到的熱分析曲線，確定開始第一個熔化峰的外推始點溫度T。,(如圖1)按公式(1)測量其相應(yīng)溫度作為固相線溫度T;:式中：T;——固相線溫度，單位為攝氏度(℃);4Te——第一個熔化峰的外推始點溫度，單位為攝氏度(℃);10.2測量出上述同一熔化曲線的最后一個峰的峰溫Tp。10.3對10.2中確定的T,值按附錄B進行熱滯后修正，求出(Lc)。10.4按公式(2)計算液相線溫度T;:T;=T,-L.…………(2)式中：T;——液相線溫度，單位為攝氏度(℃);Tp——最后一個峰值的峰溫，單位為攝氏度(℃);Le—-熱滯后溫度修正值，單位為攝氏度(℃)。10.5由于儀器、測量試驗條件等因素的影響，熱分析得到的最終數(shù)據(jù)按GB;T8170進行數(shù)值修約后，按表1保留有效位數(shù)，給出結(jié)果報告。圖1熔化峰示意圖表1結(jié)果報告的數(shù)值修約要求有效位數(shù)小數(shù)點后保留一位小數(shù)保留整數(shù)11試驗報告試驗報告至少應(yīng)給出以下幾個方面的內(nèi)容：——樣品；——本文件編號；——儀器設(shè)備型號；——試驗條件；——觀察到的異常情況；——結(jié)果；——試驗日期。5(規(guī)范性)差熱分析儀和差示掃描量熱計的溫度校準(zhǔn)方法A.1儀器校準(zhǔn)用表A.1所列物質(zhì)(純度大于99.9%)的相轉(zhuǎn)變溫度進行儀器校準(zhǔn)。A.1校準(zhǔn)物質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度熔化溫度!℃汞汞水二苯醚苯甲酸—38.83銦錫鉍鎘鉛鋅銻鋁銀金銅419.53鎳鈷鈀鉑銠銥注：熔化溫度采用ITS-90國際溫標(biāo)規(guī)定的定點溫度。某些物質(zhì)具有幾種不同的結(jié)晶形態(tài)(例如錫),諸標(biāo)定物質(zhì)在其熔化之后應(yīng)廢棄，不再使用。某些物質(zhì)(例如鎘),在其熔化溫度下具有較高的蒸汽壓，對人體和儀器設(shè)備有害，應(yīng)予注意。A.2.1在表A.1中選取至少三種校準(zhǔn)物質(zhì)。被選校準(zhǔn)物質(zhì)的相轉(zhuǎn)變溫度最好包含被測樣品的熔化溫A.2.2稱取2mg～20mg校準(zhǔn)物質(zhì)。6A.2.3將校準(zhǔn)物質(zhì)和參比物分別放入各自的樣品皿中并一起放入儀器的加熱裝置內(nèi)，使之與熱傳感元件緊密接觸。A.2.4接通氣源，并將氣體流量控制在10mL/min～50mL/min的范圍內(nèi)，使用惰性氣體沖洗測量裝置(氣體選擇與被測樣品一致),直至測量結(jié)束。致),記錄DTA曲線(或DSC曲線)。A.2.6測試結(jié)束，爐溫降至室溫后，再重復(fù)兩次A.2.5的試驗步驟。取后兩次的外推起始溫度平均值為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的表觀相轉(zhuǎn)變溫度。A.3溫度校準(zhǔn)推薦每一年至少進行一次。若樣品支架、參比物、測試氣源、升溫速率、樣品皿發(fā)生改變時，需要重新進行溫度校準(zhǔn)。(規(guī)范性)熱阻測定熱滯后溫度修正方法B.1根據(jù)需測熱阻的溫度范圍，選擇附錄A中的一種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用與測定樣品時相同條件，測出其熔化吸熱峰(見圖B.1)。溫度r'圖B.1校準(zhǔn)物質(zhì)熔化峰示意圖B.2延長熔化峰前沿的直線段，在其上任取便于測量橫、縱坐標(biāo)差的兩點M、N。B.3測出M和N兩點間橫坐標(biāo)差的絕對值b,縱坐標(biāo)差的絕對值a,單位為：a)DSC曲線，a的單位為毫瓦(mW),b的單位為攝氏度(℃);b)DTA曲線，a的單位為攝氏度(℃),b的單位為攝氏度(℃)。B.4將a、b的值代入公式(B.1)中即可求出熱阻R。的數(shù)值。R?——熱阻，在DSC情況下，單位為攝氏度每毫瓦(℃/mW);在DTA情況下為無量綱值。B.5