GB T 223.64-2008 钢铁及合金.锰含量的测定.火焰原子吸收光谱法.pdf

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1、ICS 7708001H” a雷中华人民共和国国家标准GBT 22364-2008IS0 1 0700：1 994代替GBT 223641988钢铁及合金 锰含量的测定火焰原子吸收光谱法Iron，steel and alloy-Determination of manganese content-Flame atomic absorption spectrometric method20080513发布(IS0 10700：1994，IDT)20081101实施宰瞀鹃紫瓣訾襻瞥星发布中国国家标准化管理委员会促19刖 罱GBT 22364-2008IS0 10700：1994GBT 223的本部

2、分等同采用ISO 10700：1994钢铁锰含量测定火焰原子吸收光谱法。为便于使用，本部分做了下列编辑性修改：a)本“国际标准”一词改为“本部分”；b)用小数点“”代替作为小数点的“，”；c)删除国际标准的前言。本部分代替GBT 223641988，与其相比较，主要做了以下修改：测定范围由0120调整为000220；试料量由0500 0 g调整为10 g；试料处理由根据不同试料加入不同的酸改为统一由盐酸、硝酸溶解，高氯酸冒烟；由统一的校准曲线改为分段绘制校准曲线。本部分的附录A为规范性附录、附录B和附录c均为资料性附录。本部分由中国钢铁工业协会提出。本部分由全国钢铁标准化技术委员会归口。本部分

3、主要起草单位：武汉钢铁(集团)公司。本部分主要起草人：李小杰、沈克、商明惠、周大庆。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：GBT 223641988。GBT 22364-2008S0 10700：1994钢铁及合金锰含量的测定火焰原子吸收光谱法警告：使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。本部分并来指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围GBT 223的本部分规定了用火焰原子吸收光谱法测定钢铁中锰含量。本部分适用于质量分数为000220锰含量的测定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本部分的引用而成为GBT 223的本部分的

4、条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。ISO 3772：1989样品和锻造钢材试样的选择与制备第2部分：化学成分测定用样品ISO 385-I：i984实验室玻璃仪器滴定管第1部分：基本要求ISO 648：1977实验室玻璃仪器单标线吸量管ISO 5725：1986测量方法的精密度通过实验室间试验确定标准测量方法的重复性和再现性Is0 1042：1983实验室玻璃仪器单标线容量瓶1S0 3696：1987分析实验室用水规格及检验

5、方法3原理试料用盐酸和硝酸分解，加高氯酸蒸发至冒白烟。将溶液喷入空气一乙炔火焰，用锰空心阴极灯作光源，于原子吸收光谱仪波长2795 Tim处，进行原子吸收光谱测量。4试剂分析中除另有说明外，仅使用认可的分析纯试剂和Iso 3696所规定的二级水。41纯铁，不含锰或已知残余锰含量。42盐酸，P约119 gmL。43氢氟酸，P约115 gmL。44硝酸，P约140 gmL。45高氯酸，P约154 gmL。注l；也可使用密度为167 gmL的高氯酸，100mL密度为154 gmL的高氯酸与79 mL密度为167 gmL的高氯酸相当。46底液：称取1000 g纯铁(41)，精确至001 g，置于1 0

6、00mL的烧杯中，加入200mL盐酸(42)，用表面皿盖住烧杯，低温加热，直到纯铁分解，然后加入50 mL硝酸(44)氧化。加入150 mL高氯酸(45)，高温加热，直到冒浓的高氯酸白烟。继续冒烟15 rain，控制温度使白色高氯酸烟在烧杯壁上形成稳定的回流。冷却，加入300 mL水，低温加热溶解盐类。定量移人1 000 mL单标线容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。1 mL此底液中含0010 g铁。1GBT 22364-20081S0 10700：199447锰标准溶液471锰贮备液，每升相当于100 g锰。称取1000 g纯锰金属纯度999(质量分数)，精确至01 mg，置于250 mL烧杯中

7、，加40 mL盐酸(42)，盖上表面皿，低温加热，直到锰完全分解。冷却，将溶液定量移人1 000 mL单标线容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此标准溶液1 mL含100 mg锰。472锰标准溶液，每升相当于0020 0 g锰。移取200 mL贮备液(471)于1 000 mL单标线容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。用前配制。此标准溶液1 mL含0020 0 mg锰。5仪器所有玻璃量器均应符合ISO 3851、ISO 648或ISO 1042规定的A级。5I 原子吸收光谱仪，配备锰空心阴极灯，供给的空气一乙炔气体要足够纯净，不含水、油以及锰，以提供稳定清澈的贫燃火焰。原子吸收光谱仪按照735优化后，

8、检出限和特征浓度应与仪器制造商提供的参数一致，并满足511至513中的指标。仪器还应达到514给出的附加性能要求。511最低精密度(见附录A1)用最高浓度的校准溶液，测量10次吸光度，计算其标准偏差，此标准偏差不得超过此溶液吸光度平均值的15。用最低浓度校准溶液(不是零校准溶液)，测量10次吸光度，计算其标准偏差，此标准偏差不得超过最高浓度校准溶液吸光度平均值的05。512检出限(见附录A2)检出限定义为，浓度水平略高于零校准溶液的溶液中分析元素的10次吸光度测量值的标准偏差的2倍。在与最终试料溶液基体相似的溶液中，锰的检出限应当小于o02 pgmL。513校准曲线的线性(见附录A。3)用同样

9、的方法测定时，校准曲线上部20浓度范围的斜率值(表示为吸光度的变化)与下部20浓度范围的斜率值之比应不小于07。对于用2个或更多标准样品自动校准的仪器，应在分析之前，用获得的吸光度读数建立满足上述要求的线性校准曲线。514特征浓度(见附录A4)在与最终试料溶液基体一致的溶液中，锰的特征浓度应当小于01 pgmL。52辅助装置建议使用纸带记录仪或数字读数装置来评价511至51I 3中的指标和进行以后的测量。可放大刻度，直到观察到的噪声大于读数误差，并推荐吸光度低于01。如果不得不用到刻度放大，而又无法读取放大倍数时，可用下述方法得到放大倍数：分别在使用和不使用刻度放大的情况下测量合适溶液的吸光度

10、，计算所测信号之比。6制样根据ISO 3772或适当的国家标准进行制样。7 分析步骤警告：通常在有氨、亚硝酸烟雾或有机物存在时，冒高氯酸烟可能会引起爆炸。所有蒸发必须在适合使用高氯酸的通风柜里进行。应确保在使用高氯酸后，将喷淋系统和排水系统冲洗干净。2GBT 22364-20081S0 10700：199471试料量称取约10 g试样，准确至0001 g。72空白试验按照相同的步骤，随同试料做空白试验，测定时使用相同数量的试剂量，纯铁(41)的使用量也应相同。73测定731试液的制备将试料(71)置于250 mL烧杯，加入20 mL盐酸(42)，盖上表面皿，低温加热溶解到反应停止。加入5 mL

11、硝酸(44)煮沸1 rain，驱赶氮氧化物，加入15 mL高氯酸(45)，不盖表面皿高温加热，直至冒烟。然后盖上表面皿继续加热，加热温度应使高氯酸烟在烧杯壁上保持稳定的回流，继续加热，直到烧杯中看不到高氯酸烟。对盐酸和硝酸不易溶解的样品，在加入15 mL高氯酸前加入2 mL氢氟酸(43)，继续按上述操作进行。732溶液的处理7321锰含量(质量分数)在010以下冷却，加入25 mL水，微热溶解盐类，再次冷却，定量移人250 mL单标线容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。用中速滤纸干过滤，滤掉残渣或沉淀，弃去最初的部分后，将滤液收集在清洁干燥的烧杯中。此滤液为测定锰含量(质量分数)在010以下的试液

12、。7322锰含量(质量分数)在010O40移取500 mL滤液(7321)于200 mL的单标线容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。7323锰含量(质量分数)在04020移取100 mL滤液(7321)于200 mL的单标线容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。733校准溶液的制备7331锰含量(质量分数)在010以下将400 mL底液(46)分别加入8个100 mL的单标线容量瓶中，用滴定管或移液管按表1加入相应体积的锰标准溶液(472)，用水稀释至刻度，混匀。表1锰含量在010以下的校准溶液锰标准溶液(472)体积mL 锰的质量mg 相当于试料中的锰含量(质量分数)0 0 004 0008 0002

13、20 004 001040 008 002080 016 0040120 024 0060160 032 0080200 040 0i008零校准溶液。7332锰含量(质量分数)为010一040将100 mL底液(46)分别加入6个i00 mL的单标线容量瓶中，用滴定管或移液管按表2加入相应体积的锰标准溶液(472)，用水稀释至刻度，混匀。3GBT 22364-2008150 10700：1994表2锰含量在010tO40的校准溶液锰标准溶液(472)体积mL 锰的质量mg 相当于试料中的锰含量0 0 040 0，08 008080 016 016120 024 024160 032 0322

14、00 040 040a零校准溶液。7，333锰含量(质量分数)为040一20将z0 mL底液4。5)分别加入6个100 raL的单标线容量瓶中，用漓定管或移液管按表3加入相应体积的锰标准溶液(472)，用水稀释至刻度，混匀。表3锰含量在04020的校准溶液锰标准溶液(472)体积mL 锰的质量mg 相当于试料中的锰含量0 0 040 008 04080 016 O80120 024 120160 03Z 160200 040 2008零校准溶液。734原子吸收光谱仪的调整仪器的调整见表4。表4仪器的调整要 素 特 性灯的类型 锰空心阴极灯波长 2795 nm火焰 具有最大锰响应的空气一乙炔贫燃

15、火焰灯电流 按照制造厂家的建议带宽 按照制造厂家的建议警告：必须严格按照制造厂家的建议，尤其应注意以下安全要点：a) 乙炔具有爆炸性，使用时应时常关注；b)戴有色眼镜能保护操作者眼睛不受端外辐射的伤害；c)应保持燃烧头清洁，不结盐，燃烧头堵塞可能会导致回火；d)应保证液体阱中充满水；e)在两次喷入试液、空白溶液和或校准溶液之间，应喷入一次水。735原子吸收装置的最优化按照仪器制造厂家的说明书准备仪器。调节灯电流、波长、气体流量，点燃火焰，喷入水，直到装置显示已达到稳定状态。用水调节吸光度为零。选择缓冲设定或积分时间，使仪器信号足够稳定，达到511至513中的指标。将火焰调整为贫燃，将燃烧头高度

16、调整在光路以下10 mm处，交替喷入最高浓度校准溶液和零校4GBT 22364-20081S0 10700：1994准溶液(见表1表3)。调节气体流量和燃烧头位置(水平、垂直和旋转)，直至校准溶液之间的吸光度之差达到最大值。检查光谱仪，使光谱仪设定在要求波长的准确位置。评价511至513指标，以及附加特性要求514，保证仪器适用于锰的测定。736光谱测量设置刻度比例，使最高浓度校准溶液的吸光度接近满刻度，按浓度递增的顺序喷人校准溶液，重复进行测定，直到达到规定的精度，此时表明仪器达到稳定状态。选取两个校准溶液，一个略低于试液的吸光度，另一个略高于试液的吸光度，先按浓度递增顺序，然后按递减顺序喷

17、入校准溶液，试液夹在中间测量，每次均测量相对于水的吸光度。再按递增和递减顺序测量校准范围内的所有校准溶液，包括零校准溶液，最后将校准溶液递增与递减吸光度的平均值用于绘制校准曲线。应当指出，这些步骤不适用于只用两个校准溶液的自动原子吸收光谱仪，在这种情况下，建议不要将两个“夹层”溶液用于绘制校准曲线，而应与试液交替分析。在成批样品的测定过程中，过一段时间就喷一下校准溶液，如果结果显示因堵塞而导致精度降低，应清理燃烧头。得到各校准溶液的平均吸光度。得到试液和空白溶液的平均吸光度。74校准曲线的绘制对于每次测量和待测锰含量范围，都需要制作新的校准曲线。通常零校准溶液的吸光度非常低，但是如果有显著的吸

18、收，则需要按式(1)计算零校准溶液中锰的浓度： 。=。南式中：艮。加到第一份校准溶液的锰浓度，单位为微克每毫升(PgmL)；A：零校准溶液的吸光度；A”。t第一份校准溶液的吸光度。将计算出的P值加到各校准浓度中去，使校准曲线通过坐标原点。校准曲线上相邻的两个校准溶液的吸光度，如果读数偏离曲线未超出允许精密度指标，则试液的读数值也是可以接受的。8结果表示81计算方法用校准曲线(74)将试液和空白试液的吸光度转换成锰含量，以pgmL计。按式(2)计算锰含量w。，以质量分数()表示：叫Mn (PMnl一o)250 100D!鱼型二丛!釜!里103m式中：PM。空白试液(72)中的锰浓度，单位为微克每

19、毫升(pgmL)；。，从校准曲线得到的试液(74)中的锰浓度，单位为微克每毫升(pgmL)；m试料量(7，1)，单位为克(g)；5GBT 22364-2008ISO 10700：1994D稀释因子：D一1用于锰含量(质量分数)低于010；D=4用于锰含量(质量分数)在010t040；D=20用于锰含量(质量分数)在04020。82精密度本部分精密度试验，以10个水平，在20个实验室进行，每个实验室对每个水平锰含量测定3次(见注2和注3)。所用试样列于附录B中表B1。根据ISO 5725，对得到的结果进行统计处理。结果表明，锰含量与实验结果(见注4)的重复性限(r)和再现性限(R和R，)间呈对数

20、关系，汇总于表5，数据图示由附录c1给出。表5精密度数据再现性限锰含量(质量分数) 重复性限rR Rwo002 0000 29 0000 62 0000 300005 0000 52 0001 2 0000 590010 0000 81 0001 8 0000 990020 0001 3 0002 9 0001 70050 0002 3 0005 3 0003 30100 0003 6 0008 4 0005 5020 0005 5 0013 0009 2050 0010 0024 0001 8100 O016 0038 0030200 0024 0061 0051注2：3次测定中的两次测定是

21、在IsO 5725规定的重复性条件下进行的，即由同一实验员、用同一仪器、相同的实验条件、同一校准，在最短的时间内进行测定。注3：第三次测定由注1中的实验员，用同一台仪器，在不同的时间(不同天)，用新的校准进行。注4：由第一天所得结果，按ISO 5725计算重复性限(r)和再现性界限(R)。由第一天所得的第一个结果和第二天所得的结果，计算实验室内的再现性限(Rw)。9试验报告试验报告应包括下列内容：a)鉴别试料、实验室和分析日期等资料；b)遵守本部分规定的程度；c)分析结果及其表示；d)测定中观察到的异常现象；e)对分析结果可能有影响而本部分未包括的操作或者任选的操作。GBT 22364-200

22、8ISO 10700：1994附录A(规范性附录)仪器指标的测量步骤要建立火焰原子吸收光谱分析标准方法，应由工作组根据实验室间测量结果确定仪器指标的数值。A1 最低精密度的测定测量lo次最高浓度校准溶液，得到10个吸光度读数A。并计算平均值An。测量10次最低浓度校准溶液(不包括零浓度)，得到10个吸光度读数A。，并计算平均值瓦。最高和最低浓度校准溶液测量值的标准偏差咄和屯分别由公式(A1)和公式(A2)得出：(A。一AB)2V 9最高和最低浓度校准溶液的最低精度分别为s。100A。和sBlooA。A2检出限的测定p。制取2份与样品溶液基体一致的溶液，但是，测定元素的浓度为下述已知浓度：一。(

23、pgmL)的溶液所产生的吸光度A约为001；基体空白溶液的吸光度为A。测量pl。溶液和空白溶液各10次，每次读数时间约为10 s，应使用足够大的标尺，以便能清楚地看到信号波动。得到吸光度平均值A和A。用式(A3)计算标准偏差5“ 哈一坠掣(A3)式中：A7。单次吸光度读数；万A。的平均值。由式(A4)计算检出限PM。(通常取2)： 。一糌A3校准曲线线性判据对绘制的校准曲线(见图A1)进行任何校直处理之前，得到校准浓度范围上端20的净吸光度值A。，以及校准浓度范围下端20的净吸光度值Ae，计算A一A。，该值必须不小于07。A4特征浓度的测定。制备1份与样品溶液基体一致的溶液，但是，被测元素的浓

24、度为下述已知浓度：B。(pgmL)溶液所产生的吸光度A约为01。在不扩展标尺的条件下，测量P溶液与空白溶液，分别得到吸光度A和A o，由式(A5)计算特征浓度。：7GBT 22364-2008150 10700：19948。一照掣掣竺 (A5)一1=矿 。“莩斟累管盎飞浓度范围下端20浓度值图A160 80 100L!唑|浓度范围上端20u附录B(资料性附录)国际合作试验跗加资料GBT 22364-2008IS0 10700：19941987年和1991年，由9个国家的20个实验室对8个钢样和2个铁样进行国际合作分析试验结果得到表5。试验结果在1992年1月ISOTC 17SC 1 N 910

25、文件报出。图示精密度数据见附录C。所用试样列于表B1。表B1 实验室间试验所得结果锰含量(质量分数) 精密度数据试样 测定值 重复性值 再现性值认可值 一叫Mn，1 训2 R RwJSS0031(高纯铁) 0001 8 0001 82 0001 85 0000 72 000I 06 0000 47ECRM 0971(高纯铁) 0006 4 0006 90 0006 84 0000 61 O001 26 0000 79ECRM 2851(18N15Mo，9Co钢) 0013 0012 2 0012 2 0000 48 0001 54 0000 79ECRM 1141(4Si钢) 0065 5 0

26、 066 4 0056 4 00040 0003 61 0002 68EcRM 0901(IC，02V钢) 0226 0225 0226 0004 3 0014 7 0009 4Jss 608 8(4Cr，1V，9Co，17w钢) 033 O331 0311 0006 8 00181 0011 7ECRM 081一l(非合金钢) 0605 0606 0608 0009 3 0027 0 0015 0EcRMO 5l-1(01s钢) 118 1190 1191 0020 4 00491 00491ECRM 227 1(10Ni，18Cr，02Mo钢) 1535 1546 1544 O033 8

27、0050 6 0046 9ECRM 126一l(03Cr，0 1V钢) 1817 1808 1805 00341 0076 8 0062 2i。：同一天测定数据的平均值。i胁：不同天测定数据的平均值。9GBT 22364-2008IS0 10700：1994lO附录c(资料性的附录)精密度数据图示锰含量(质量分数)lgr=o641 8 lg”M口l 1806 3lgRw-0742 0 lgwM。21519 5lgR=o661 71 19”Mnl1415 7式中：u。同一天所得锰含量(质量分数)的平均值，；u钿。不同天所得锰含量(质量分数)的平均值，。图c1锰含量(_ll，。)与重复性值(r)及再现性值偶和Rw)间的对数关系