ICP法测试Fe基高温合金中的非基体成分

1 仪器介绍 1.1 PQ9000：高分辨率电感耦合等离子体发射光谱仪，蔡司技术光学系统，棱镜、中阶梯光 栅两级色散，光学分辨率 0.003nm，波长范围 160～900nm，波长准确度 0.0004nm。垂直 炬管，双向观测，氩气反吹消除尾焰，尾焰消除*。轴向、轴向扩展、侧向、侧向扩 展 4 种测量方式，适合各类（有机、高盐）样品分析，满足不同浓度的同时测量。高量 子效率和紫外高灵敏度的新一代 CCD 检测器，像素分辨率 0.002nm，同时记录元素线与 其直接光谱环境，自动扣除背景。自激式、40.68MHz、0.7～1.7KW 功率可调射频发生 器，各路气体均用质量流量控制器（MFC）控制，等离子体强劲稳定。吹扫光室、检测 器用氩气又到等离子体使用，既能持续吹扫，提高灵敏度，又不额外消耗氩气，运行成 体低。组合式炬管，卡擦式定位，操作方便。仪器无需预热，开机即测。 1.2 TOPwave 微波消解仪：12 罐。

2.2 试剂和材料 2.2.1 硝酸、盐酸为高纯，氢氟酸为优级纯，水为一级，氩气为高纯。 2.2.2 P、S、B、Si、Ni、Mn、Cr、Mo、W、Nb 单一标准储备溶液：1000 mg/L，市售。 2.2.3 Fe 标准溶液：10000mg/L，市售。 2.2.4 混合标准系列溶液：

2.2.5 铁基高温合金标准物质，编号为 GH131。 2.3 样品分解 2.3.1 常压消解法：平行称取试样两份——0.1002g（S1）、0.1006g（S2），分别置于两只 50mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入 10.0 mL 王水和 0.5 mL 氢氟酸，置电炉上低温加热溶 解，溶解*后取下烧杯，冷却后分别定容于 100mL 塑料容量瓶中，摇匀。同时做空 白试验。 2.3.2 微波消解法：当常压消解法测试的 Si、S 含量偏低后，又称取试样 0.1003g（S3）于 PM60 微波消解罐中，加入 8.0mL 王水和 0.5mL 氢氟酸，盖好盖后，在 TOPwave 微波消 解仪内于 120、180 和 200℃共分解 40min，冷却后直接定容于 100 mL 塑料容量瓶中，摇 匀。

3.5 讨论 （1）从测试数据看： ——本次测试称了 3 个平行样，分为两种消解方法。10 个元素有 9 个元素用了 2 条分析 线。但无论 3 个平行样之间（除 S、Si 外），还是同一元素的不同谱线之间都平行，结果非常一致。充分证明了分析线无干扰，检测结果准确可靠。 ——对照标准定值，更证明了上述的判断。除含量极低的 B（0.0015%）与主量元素 Ni （27.75%）、Cr（20.94%）外，测定值与标准定值偏差极小，该标准物质虽未给出 不确定度（标准偏差），但根据分析化学的误差推断，都应该在误差范围内。 ——经基体匹配的标准曲线，除低浓度（0.01～0.1μg/mL）的 P、S、B 外，RSD≤ 1.1%；3 个平行样的 57 个数据中，除低浓度的 P、S 外， RSD≤1.5%；校正曲线 的线性拟合系数 R=0.999～0.99998；这些充分说明了分析的精密度和仪器的稳定 性。 ——3.4 样品的测试峰图显示，虽然 Fe 是富线元素，Fe 基合金是复杂样品，但所用分 析线均无光谱干扰，这是导致准确度好、RSD 小、可选谱线多、背景等效浓度 低、灵敏度高、同一元素不同谱线之间结果非常一致的根本原因。如 P 213.6182 nm 和 B 249.6778nm 都在强 Fe 峰带的旁边，在分辨率低的仪器上是不能用的，但 PQ9000能测得很好。有力证实了高分辨率光谱仪在复杂样品分析中的优势。否则 Nb、Mo、W、Si 等很难分解和稳定。如此就必须用耐氢氟酸的进样系统。比较 S1、S2 与 S3 的 Si、S 测定结果，证明用含有氢氟酸的混合酸进行常压加热溶样，则 Si、S 必有挥发损失，而密闭微波消解法则不会。 （3）对主含量成分（Ni、Cr）的测定，用同类有定值的标准物质作校正曲线比用人工 配制的校正曲线，能测得更准。因为一 可消除方法的定值误差，20%～30%含量的主体 成分通常是不会用 OES 法来定值的，而是用容量法、X-萤光法等来分析定值；二 人工 配制高浓度的校正曲线比用标准物质（与样品一同）分解配制的校正曲线误差大。校正 曲线可以单点，也可不同重量相同体积的多点；三 基体严格匹配；四不同型号的 Fe 基 合金或不锈钢的国家标准物质较多较齐全。当然低含量和微量成分也能一同测准。 （4）测定如此低含量的 B，优级纯的氢氟酸是不够格的，因为氢氟酸的含 B 较高，加入量 又是样品的数倍，结果必然偏高。