CNS 14896-11-2005 Titanium alloys - Methods for determination of aluminium content《钛合金－铝定量法》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 77.120.50 H2123-1114896-11經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 94 年 2 月 5 日 年月日 (共 7 頁 )鈦合金鋁定量法 Titanium alloys Methods for determination of aluminium content 1. 適用範圍：本標準規定鈦合金中鋁之定量方法。 2. 一般事項：分析方法共通之一般事項，依 CNS 14896鈦及鈦合金分析法通則及 CNS 12416發光光譜分析法通則之規定。 3. 定量法之區分

2、：依下列方法中之一種。 (1) 8-羥基喹啉鋁 (8-quinolin aluminium)重量法：本方法適用於鋁含量 0.50 %(m/m)以上 10.0 %(m/m)以下之試樣。 (2) 感應耦合電漿發光光譜分析法：本方法適用於鋁含量 0.50 %(m/m)以上 10.0 %(m/m)以下之試樣。 4. 8-羥基喹啉鋁重量法 4.1 方法概要：以氫氯酸與硫酸分解試樣，加硝酸將鈦等氧化後，以氫氧化鈉使鈦等形成氫氧化物而沉澱，過濾之。加氫氯酸於濾液調整酸濃度後，使錫等形成硫化物而沉澱，過濾之。加酒石酸 於濾液中，以氨水使成為鹼性後，加入 8-羥基喹啉，將 8-羥基喹啉鋁沉澱，秤其質量。 4.2

3、 試藥 (1) 氫氯酸 (1+1) (2) 硝酸 (3) 硫酸 (1+1) (4) 銨水 (5) 銨水 (1+29) (6) 氫氧化鈉溶液 (300 g/L, 100 g/L) (7) 過氧化氫 (8) 硫化氫 (9) 硫化氫溶液 (飽和 ) 把硫化氫通入氫氯酸 (1+39)使飽和。 (10) L(+)-酒石酸溶液 (200 g/L) (11) 8-羥基喹啉溶液：將 8-羥基喹啉 25 g 溶解於乙酸 50 mL 中，加水使液量為1000 mL。 4.3 試樣秤取量：對應試樣中之鋁含量依表 1 之規定，精秤至 1 mg。 2 CNS 14896-11, H 2123-11 表 1 試樣秤取量

4、鋁含量 %(m/m) 試樣秤取量 g 0.50以上，未滿 5.0 1.0 5.0以上， 10.0以下 0.50 4.4 操作 4.4.1 操作準備 (1) 將玻璃過濾器 (2 G4)於使用前，用溫水約 100 mL 邊吸引過濾邊洗滌之。 (2) 在 110 130 的烘箱中乾燥約 60 分鐘，於乾燥器 (desiccator)內放冷至室溫後，秤其質量。反覆實施此操作至成為恆量後，保存於乾燥器內。 4.4.2 試樣調製 (1) 秤取試料置於燒杯 (200 mL)，覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 (1+1)100 mL 及硫酸 (1+1)15 mL，溫和地加熱使分解之。 (2) 冷卻至室溫後，滴加硝酸至溶液

5、之紫色消失，以水洗滌錶玻璃下面及燒杯內壁，取下錶玻璃，加熱使發生硫酸白煙。 (3) 冷卻至室溫後，逐次少量添加水約 80 mL，邊偶而搖動邊混合，邊溫和地加熱 (1)以溶解鹽類。 註 (1) 加熱至鹽類溶解之程度即可。若煮沸時，有鈦酸沉澱物析出的可能。 4.4.3 鈦等之分離 (1) 將第 4.4.2(3)節所得溶液，邊充分攪拌混合邊逐次少量添加 (2)氫氧化鈉溶液 (300 g/L)，至生成少量沉澱。 註 (2) 所加氫氧化鈉溶液 (300 g/L)量通常約 25 mL。 (2) 邊將溶液充分攪拌混合，邊移入事先 加氫氧化鈉溶液 (100 g/L)150 mL並加熱至約 70之燒杯中後，以溫

6、水洗滌原來之燒杯 (200 mL)內壁，並將洗液併入此溶液，覆蓋錶玻璃約煮沸 1 分鐘。 (3) 冷卻至常溫後，以水洗滌錶玻璃下面及燒杯內壁，取下錶玻璃，使用水將此溶液及沉澱物洗移至 500 mL 之量瓶，加水至標線。 (4) 將溶液和沉澱物一同移至乾燥燒杯 (500 mL)，沉澱物沉降後，將上面之澄清液用乾燥濾紙 (II 種 E 級 )過濾，將初濾液約 30 mL 丟棄，隨後之濾液移至乾燥之 250 mL 量瓶標線為止。 4.4.4 錫等之分離 (1) 將第 4.4.3(4)節所得之溶液移至燒杯 (500 mL)，每次使用水約 25 mL 將250 mL 量瓶洗滌 2 次，將洗液併入溶液。

7、(2) 加氫氯酸 (1+1)中和至所生成的氫氧化鋁沉澱物再度溶解後，再加 15 mL(3)。 註 (3) 試樣不含錫、銅及 /或鉬時，可不進行以下 (3)及 (4)之操作。 (3) 覆蓋錶玻璃，加熱至近於沸騰，通入以 1L/min 之流量硫化氫 (4)於溶液 3 CNS 14896-11, H 2123-11 中 5 分鐘。靜置使沉澱物沉降後，將錶玻璃下面用硫化氫溶液 (飽和 )第4.2.9 節清洗，取下錶玻璃。 註 (4) 硫化氫的使用應在具通風裝置等換氣性佳之地方進行。 (4) 將溶液用濾紙 (種 E 級 )過濾，濾紙和沉澱用硫化氫溶液 (飽和 )第 4.2.9節充分洗滌。以燒杯 (500

8、 mL)承接濾液和洗液，覆蓋錶玻璃，煮沸除去硫化氫。冷卻至室溫後，用水洗滌錶玻璃下面及燒杯內壁，取下錶玻璃。 4.4.5 8-羥基喹啉鋁沉澱的生成 (1) 在第 4.4.4(2)或 (4)節所得溶液加入 L(+)-酒石酸溶液 25 mL，加入氨水把pH 調至 7 8(5)。 註 (5) 使用 pH 計。 (2) 加過氧化氫 10 mL 加熱至約 55 後，邊攪拌混合邊加入 8-羥基喹啉溶液第 4.2(11)節 (6)，再加氨水 5 mL 充分攪拌混合約 10 分鐘。 註 (6) 溶液中預估鋁量每 1mg 加入 0.7 mL 後，再加入過剩 5 mL。 (3) 使用第 4.4.1(2)節保存之玻

9、璃過濾器過濾之，以銨水 (1+29)洗淨 5 6 次。 4.4.6 沉澱物之秤量 (1) 將第 4.4.5(3)節所得沉澱物和玻離過濾器一同在 110 130的烘箱中，乾燥約 90 分鐘，而於乾燥器內放冷至室溫後，秤其質量。反覆實施此操作至成為恒量。 (2) 自 (1)所得之質量減去第 4.4.1(2)節所得之質量。 4.5 空白試驗：依第 4.4.1 節第 4.4.6 節之順序，只使用試藥而與試樣並行實施與試樣相同之操作 (7)。 註 (7) 8-羥基喹啉溶液第 4.2(11)節的添加量為 5 mL。 4.6 計算：依下式算出試樣中之鋁含量。 Al= 100500250m05873.0)mm

10、(021式中， Al：試樣中鋁含量 %(m/m) m1：第 4.4.6(2)節所得之質量 (g) m2：第 4.5 節所得之質量 (g) m0：試樣秤取量 (g) 5. 感應耦合電漿發光光譜分析法 5.1 方法概要：以硝酸與氫氟酸或硫酸與氫氟酸分解試樣後，將溶液噴霧於感應耦合電漿發光光譜分析儀之氬電漿中，測定其發光強度。 5.2 試藥 (1) 氫氯酸 (1+1) (2) 硝酸 (1+1) (3) 氫氟酸 (1+1) (4) 硫酸 (1+1) (5) 鈦：鈦 99 %(m/m)以上，鋁含量 0.005 %(m/m)以下者。 4 CNS 14896-11, H 2123-11 (6) 鉬溶液 (5

11、 mgM0/ mL)：秤取四水合七鉬酸六銨鋁含量 0.01 %(m/m)以下1.84 g，置於燒杯 (200 mL)，加水約 100 mL 溶解之。使用水將溶液洗移至200 mL 之量瓶，加水至標線。 (7) 鋯溶液 (5 mgZr/ mL)：秤取八水合二氯化氧化鋯 (IV)鋁含量 0.01 %(m/m)以下 3.53g，置於燒杯 (200 mL)，覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 50 mL 加熱溶解之。冷卻至常溫後，以水洗滌錶玻璃下 面及燒杯內壁後，取下錶玻璃。使用水將溶液洗移至 200 mL 之量瓶，加水至標線。 (8) 鈷溶液 (1 mgCo/ mL)：秤取鈷 99.5 %(m/m)以上 1.00

12、g，置於燒杯 (300 mL)，覆蓋錶玻璃，加硝酸 (1+1)40 mL，加熱分解之。冷卻至常溫後，以水洗滌錶玻璃下面及燒杯內壁後，取下錶玻璃。使用水將溶液洗移至 1000 mL 之量瓶，加水至標線。 (9) 釔溶液 (1 mgY/ mL)：秤取氧化釔 (III) 99.5 %(m/m)以上 1.27g，置於燒杯(300 mL)，覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 (1+1)20 mL，加熱分解之。冷卻至常溫後，以水洗滌錶玻璃下面及燒杯內壁後，取下錶玻璃。使用水將溶液洗移至 1000 mL 之量瓶，加水至標線。 (10) 鑭溶液 (1 mgLa/ mL)：秤取氧化鑭 (III) 99.5 %(m/m)以上

13、1.17g，置於燒杯 (300 mL)，覆蓋錶玻璃，加入氫氯酸 (1+1)20 mL，加熱分解之。冷卻至常溫後，以水洗 滌錶玻璃下面及燒杯內壁後，取下錶玻璃。使用水將溶液洗移至 1000 mL 之量瓶，加水至標線。 (11) 鋁標準溶液 (1 mgAl/ mL)：秤取鋁 99.9 %(m/m)以上 0.500g，置於燒杯 (300 mL)，覆蓋錶玻璃，加氫氯酸 (1+1)20 mL，邊使鉑線和鋁接觸邊置於水浴上加熱分解之。冷 卻至常溫後，以水洗滌錶玻璃下面、鉑線及燒杯內壁後，取下鉑線及錶玻璃，使用水將溶液洗移至 500 mL 之量瓶，加水至標線。 5.3 試樣秤取量：秤取試樣 0.5g，精秤至

14、 1mg。 5.4 操作 5.4.1 試樣溶液調製：依下列步驟中之一種。 (1) 以硝酸氫氟酸分解試樣 (8)： 註 (8) 不適用於含有鉬 2 %(m/m)以上之試樣。 (a) 秤取試樣，置於聚乙烯燒杯 (200 mL)。 (b) 覆蓋聚乙烯錶玻璃，加入硝酸 (1+1)50 mL 及氫氟酸 (1+1)10 mL(9)，於水浴上溫和地加熱分解之，繼續加熱，以驅出氮氧化物。冷卻至常溫後，將聚乙烯錶玻璃下面及聚乙烯燒杯內壁水洗，取下聚乙烯錶玻璃。 註 (9) 由於試樣形狀因素，可能有劇烈反應情形，因此需逐次少量添加氫氟酸 (1+1)。 (c) 使用水將溶液洗移至 250 mL 之量瓶 (10)，加

15、水至標線。即時移至附有共栓塞之乾燥聚乙烯量瓶或聚四氟化乙烯 (以下簡稱 PTFE)量瓶。 註 (10) 發光強度的測定依第 5.4.2(2)節施行時，加入鈷溶液 第 5.2(8) 5 CNS 14896-11, H 2123-11 節 4.0 mL，作為內標準元素。 (2) 以硫酸氫氟酸分解試樣： (a) 秤取試樣，置於 PTFE 燒杯 (200 mL)。 (b) 覆蓋 PTFE 錶玻璃，加硫酸 (1+1)20 mL 及氫氟酸 (1+1)4 mL(9)，溫和緩慢加熱分解 (11)。冷卻至室溫後，滴加入硝酸 (1+1)4 mL 加熱數分鐘。以水將 PTFE 錶玻璃下面洗滌後，取下錶玻璃，溫和地加

16、熱濃縮，漸漸地提升溫度使發生硫酸白煙 5 分鐘 (12)。冷卻至室溫後，以少量水將 PTFE 燒杯內壁洗滌，充分搖動混合。再加熱使發生硫酸白煙 2 3 分鐘 (12)。冷卻至室溫後，加少量水及氫氯酸 (1+1)20 mL，將鹽類溶解，冷卻至室溫。 註 (11) 試料不溶解時，再加氫氟酸 (1+1)分解之。 (12) 殘留硫酸量會影響發光強度，因此要注意白煙發生狀態。殘留硫酸量不一定時，就需依第 5.4.2(2)節測定發光強度。 (c) 使用水將溶液洗移至 250 mL 之量瓶 (13)，加水至標線。 註 (13) 發光強度測定依第 5.4.2(2)節施行時，加入鈷溶液第 5.2(8)節、釔溶液

17、第 5.2(9)節或鑭溶液第 5.2(10)節 5.0 mL，作為內標準元素。 5.4.2 發光強度測定：依下列方法中之一種。 (1) 發光強度法：自第 5.4.1(1)(c)節或 (2)(c)節所得溶液之一 部分，噴霧於感應耦合電漿發光光譜分析儀之氬電漿中 (14)，測定波長 394.40 nm 或波長 395.15 nm 之鋁發光強度。 註 (14) 將第 5.4.1(1)(c)節所得之溶液噴霧時，須使用可噴霧含氫氟酸溶液之感應耦合電漿發光光譜分析儀。 (2) 比強度法：自第 5.4.1(1)(c)節或 (b)(3)節所得溶液之一部分，噴霧於感應耦合電漿發光光譜分析儀之氬電漿中 (14)，

18、同時測定波長 394.40 nm或波長 396.15 nm 之鋁發光強度及內標準元素發光強度 (15)，求出鋁發光強度和內標準元素發光強度之比。 註 (15) 依第 5.4.1(a)節進行試樣溶液調製時，測定波長 238.89 nm 之鈷發光強度，又依第 5.4.1(b)節進行試樣溶液調製時，同時測定波長238.89 nm 之鈷，波長 371.03 nm 之釔或波長 398.85 nm 之鑭發光強度與鋁之發光強度。 5.5 空白試驗：依下列方法中之一種。 (1) 依第 5.4.1(1)節調製試樣溶液：將第 5.6(1)節檢量線製作步驟中所得，未添加鋁標準溶液之溶液發光強度或發光強 度比，作為空

19、白試驗發光強度或發光強度比。 (2) 依第 5.4.1(2)節調製試樣溶液：將第 5.6(2)節檢量線製作步驟中所得，未添加鋁標準溶液之溶液發光強度或發光強 度比，作為空白試驗發光強度或發光強度比。 6 CNS 14896-11, H 2123-11 5.6 檢量線製作：依下列方法中之一種。 (1) 實施第 5.4.1(1)節調製試樣溶液：秤取鈦第 5.2(5)節 0.50g 數個，分別置於聚乙烯燒杯 (200 mL)，實施第 5.4.1(1)(b)節操作後，階段式加鋁標準溶液第 5.2(11)節 0 4.0 mL(含鋁 0 50.0mg)(16)(17)。以下，實施第 5.4.1(1)(c)

20、節及第 5.4.2 節之步驟，與試樣並行實施與試樣相同之操作，製作所得之發光強度或發光強度比與鋁量之關係線， 將其平行移動使通過原點後，作為檢量線。 註 (16) 於試樣中含有鉬及 /或鋯，並使用波長 396.15 nm 測定鋁發 光強度時，應加鉬溶液第 5.2(6)節及 /或鋯溶液第 5.2(7)節，使鉬及 /或鋯之添加量與 0.5g 試樣中所含有鉬及 /或鋯之量，相等至 10 mg 之位數。 (17) 適用註 (10)或註 (13)時，應將添加於試樣溶液相同量之內標準元素加入。 (2) 依第 5.4.1(2)節調製試料溶液：秤取鈦第 5.2(5)節 0.50g 數個，分別置於PTFE 燒杯

21、 (200 mL)，實施第 5.4.1(2)(b)節操作後，階段式加鋁標準溶液第5.2(11)節 0 5.0 mL(鋁含量 0 50.0 mg) (16)(17)。以下，實施第 5.4.1(2)(c)節及第 5.4.2 節之步驟，與試樣並行實施與試樣相同之操作，製作所得之發光強度或發光強度比與鋁量之關係線， 將其平行移動使通過原點後，作為檢量線。 5.7 計算：依下列方法中之一種。 (1) 實施第 5.4.1(1)節調製試樣溶液：自第 5.4.2 及 5.5(1)節所得之發光強度或發光強度比，與第 5.6(1)節所製作成之檢量線，求鋁量，依下式算出試樣中之鋁含量。 Al= 100mAA21式中

22、， Al：試樣中鋁含量 %(m/m) A1：試樣溶液中之鋁檢測量 (g) A2：空白試驗溶液中之鋁檢測量 (g) m：試樣秤取量 (g) (2) 實施第 5.4.1(2)節試料溶液調製時：自第 5.4.2 及 5.5(2)節所得之發光強度或發光強度比，與第 5.6(2)節所製作之檢量線，求鋁量，依 (1)之計算式算出試樣中之鋁含量。 5.8 許可差：許可差 (18)如表 2 所示。 7 CNS 14896-11, H 2123-11 表 2 許可差 單位： %(m/m) 同一試驗室重現許可差 不同試驗室間再現許可差 2.8 0.0045(Al) +0.016 2.8 0.0030(Al) +0.057 註 (18)許可差計算式中之 (Al)為求許可差之鋁含量 %(m/m)。 引用標準： CNS 12416 發光光譜分析法通則 CNS 14896 鈦及鈦合金分析方法通則