海绵钛钛及钛合金化学分析方法

海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第6部分：硼量的测定次甲基蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法编制说明（送审稿）2018年7月海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第6部分：硼量的测定次甲基蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法编制说明（审定稿）一、工作简况1任务来源及计划要求根据国标委《国家标准委关于下达2016年第三批国家标准制修订计划的通知》（国标委综合〔2016〕76号）的文件精神，由西部金属材料股份有限公司负责起草《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第6部分：硼量的测定次甲基蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法》国家标准。计划编号为20161655-T-610，项目完成年限为2018年。2项目所涉及的方法简况海绵钛、钛及钛合金中硼量的测定多年来一直使用GB/T4698.6-1996《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法次甲基蓝分光光度法测定硼量》，为了适应当前产品的分析检测需要，需及时修订该标准，以体现我国钛及钛合金化学分析方法的实际水平。本标准包含两种分析方法，方法一为次甲基蓝分光光度法，测定范围0.002%~0.10%。方法二为电感耦合等离子体原子发射光谱法，测定范围0.001%~0.20%。标准中分别包含了方法一、方法二的方法提要、所用试剂、仪器设备、试验步骤、数据处理和精密度分析等。3起草单位情况西部金属材料股份有限公司理化检验中心2001年2月在化学物理研究所基础上成立，其前身可追溯至成立于1966年11月的西北有色金属研究院第三研究室（金属物理研究室）和第二研究室（化学分析研究室）。中心在四十多年的发展中，共开设各类课题320项（含所控课题），获奖成果26项，其中省部级科技进步二等奖4项、三等奖8项，市局级科技进步一等奖1项、二等奖1项。制定、修订：《GB/T8653-1988金属材料杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法》、《GB/T4698-1996海绵钛、钛及钛合金化学分析方法》、《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法增补》、《GB/T13747-1992锆及锆合金化学分析方法》、《GB/T4698.1～16-1986钛及钛合金分析方法》、《GB/T2038-1980利用JR阻力曲线确定材料延性断裂韧性》、《GB/T23514-2009核级银铟镉合金化学分析方法》、《YS/T574-2009电真空锆粉化学分析方法》等国家和行业标准；研制了《钛合金化学成分标准物质》，申报了《显示钛合金组织的一种新方法-衬膜彩色偏光法》专利，共发表论文500余篇。3主要工作过程（1）2017年2月在接到标准制定任务后，成立了标准编制工作组，确定了各成员的工作职能和任务，制定了工作计划和进度安排，填写了“推荐性国家标准项目任务书”。（2）2017年7月在天津召开了标准任务落实，确定国标（北京）检验认证有限公司为第一验证单位，宁夏东方钽业股份有限公司、广东省工业分析检测中心、西北有色金属研究院为第二验证单位。（3）2017年8月编制小组完成相应的分析方法研究，收集、整理相关文献资料，形成了分析方法的整体思路并开始方法试验等工作。（4）2017年10月编制小组完成相应的分析方法研究，形成了国家标准《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第6部分：硼量的测定次甲基蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法》的征求意见稿、研究报告及征求意见表的撰写等，交国标（北京）检验认证有限公司、宁夏东方钽业股份有限公司、广东省工业分析检测中心、西北有色金属研究院进行意见征集，并连同验证样品一并寄往各验证单位。（5）2018年1月，陆续收到各验证单位的验证报告及反馈意见，对参与验证单位的意见和建议进行汇总处理，对征求意见稿进行修改，完善实验报告，撰写编制说明，形成讨论稿。（6）2018年3月云南昆明会议对标准草案进行了讨论，会上上海康鹏科技有限公司、广东广晟稀有金属光电新材料有限公司、西北稀有金属材料研究院宁夏有限公司、广东省工业分析检测中心等单位的专家代表，对本标准（讨论稿）、编制说明、实验报告进行了认真、细致的讨论，并提出了对本标准的修改意见和建议。根据会议精神，对讨论稿进行了修改、补充、完善。（7）2018年5月成都会议对标准草案及编制说明稿进行了预审，会上宝钛华神钛业有限公司、洛阳双瑞万基钛业有限公司、云南冶金新立钛业有限公司、金堆城钼业股份有限公司、国标（北京）检验认证有限公司、广东致远新材料有限公司等单位的专家代表，提出了将方法一与方法二的“样品”部分合并；增加推荐波长：208.96nm；全文统一“金属钛”或“纯钛”，不要两种表述；增加“计算结果表示到小数点后两位有效数字”等修改意见，会后经过认真修改、完善，形成了本标准审定稿、意见汇总处理表和编制说明。二、标准的制定原则1标准修订的原则标准的制定原则：在原有国标基础上，充分考虑目前企业实际需要。2遵守标准本标准遵守下列基础标准：GB/T1.1-2009标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写GB/T20001.4-2015标准编写规则第4部分：试验方法标准GB/T6379.2-2004测量方法与结果的准确度3起草、验证人员本部分由西部金属材料股份有限公司负责起草。本部分由国标（北京）检验认证有限公司、宁夏东方钽业股份有限公司、广东省工业分析检测中心、西北有色金属研究院参加起草。本部分主要起草人：赵欢娟、周金芝、李娟。本部分主要验证人：王长华、墨淑敏、张众、熊晓燕。三、标准主要内容的确定依据本标准参照了GB/T4698.6-1996《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法次甲基蓝分光光度法测定硼量》，经过调研在生产的实际水平上进行修订确定的。本标准的试验及验证报告见附件《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第6部分：硼量的测定次甲基蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法》试验验证报告。1增加了前言符合GB/T1.1－2009的要求。2修改了方法名称原标准名称《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法次甲基蓝分光光度法测定硼量》，修改为《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法第6部分：硼量的测定次甲基蓝分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法》。随着分析技术的进步、仪器分析方法正在日益普及，海绵钛、钛及钛合金的化学分析方法正在朝仪器化方向发展。因此新标准在原标准方法的基础上，增加了“电感耦合等离子体原子发射光谱法”这一新的方法，大大提高分析检测速度和分析结果的精度。3扩大了测定范围原标准中“次甲基蓝分光光度法”的测定范围0.0025％~0.035%，在新标准中没有变化。增加了“电感耦合等离子体原子发射光谱法”的测定范围扩大为0.001%~0.20%。并规定了仲裁方法。4增加了第2部分样品新标准增加了第2部分样品，包括2.1取样和2.2试验处理相关内容。5删除了引用标准删除了原标准中“第2部分引用标准”的相关内容。6方法一中修改了“仪器设备”部分原标准中第5部分“仪器”，包含了“5.1聚乙烯瓶，瓶颈直径约2cm，经重量法校正过其容积。5.2聚乙烯移液管。5.3分光光度计”新标准修改后为“3.3仪器设备分光光度计”7方法一中修改了“试料部分”部分原标准中6.1试料如表1所示，规定了样品硼含量不同时试料的称样量。新标准中3.4.1试料如表2所示。将原标准硼含量“＞0.010～0.020，0.5000g”与“＞0.020～0.050，0.2000g”修改合并为“＞0.010～0.050，0.50g”。表1称样量硼含量，/%试料量，g0.002～0.0052.000＞0.005～0.0101.000＞0.010～0.0200.5000＞0.020～0.0500.2000＞0.050～0.100.1000表2称样量硼的质量分数/%试料量/g0.002～0.0052.00＞0.005～0.0101.00＞0.010～0.0500.50＞0.050～0.100.108方法一增加了计算结果有效数字的要求新标准在3.5试验数据处理部分，增加了一句话“计算结果保留至小数点后三位”。9方法一将允许差改为精密度条款内容包括“3.6.1重复性”与“3.6.2再现性”。在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限（r），超过重复性限（r）的情况不超过5%，重复性限（r）按表2数据采用线性内插法求得。表3重复性限硼的质量分数/%0.00220.0500.103重复性限/%0.00270.00680.025在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限（R），超过再现性限（R）的情况不超过5%，再现性限（R）按表3数据采用线性内插法求得。表4再现性限硼的质量分数/%0.00220.0500.103再现性限/%0.00270.00680.02610新增了方法二内容“4方法二电感耦合等离子体原子发射光谱法”为新标准中新增内容，包括：4.1方法提要试料用盐酸-氢氟酸-硝酸溶解，并用水稀释至一定体积。使用电感耦合等离子体发射光谱仪，于推荐的分析线波长处测量试液中硼的发射强度，由工作曲线得到硼的质量浓度。4.2试剂除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。4.2.1盐酸（ρ1.19g/mL，优级纯）。4.2.2氢氟酸（ρ1.13g/mL，优级纯）。4.2.3硝酸（ρ1.42g/mL，优级纯）。4.2.4盐酸（1+1，优级纯）。4.2.5纯钛（WTi≥99.99%,WB0.0002%）。4.2.6硼标准贮存溶液：称取5.7194g硼酸（wH3BO3≥99.99%）于500mL烧杯中，加入200mL水，微热使其溶解，冷却，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，储存在塑料瓶中。此溶液1mL含1mg硼。4.2.7硼标准溶液：移取10.00mL硼标准贮存溶液（4.2.6）于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1mL含100μg硼。4.2.8氩气（体积分数≥99.99%）。4.3仪器设备4.3.1电感耦合等离子体发射光谱仪：具备耐氢氟酸雾化器系统，分辨率小于0.006nm（200nm处）。4.3.2硼元素推荐分析线波长208.89nm、208.95nm。4.4试验步骤4.4.1试料称取0.50g试样，精确至0.1mg。4.4.2平行试验平行做两份试验，取其平均值。4.4.3空白试验称取与试料质量相当的纯钛（4.2.5），随同试料做空白试验。4.4.4分析试液的制备将试料（4.4.1）置于150mL聚乙烯烧杯中，加入10mL盐酸（4.2.4），10mL去离子水，分次加入氢氟酸（4.2.2）至2mL，在室温条件下溶解，待试料溶解完全，滴加1mL硝酸（4.2.3）使难溶的碳化物或氮化物完全溶解并保证溶液清澈透亮。4.4.5工作曲线溶液的配制4.4.5.1.工作曲线溶液A的配制分别称取0.50g纯钛（4.2.5）于一组150mL聚乙烯烧杯中，按照4.4.4步骤将其溶解，冷却后移入一组100mL聚乙烯容量瓶中，分别加入硼标准溶液（4.2.7）0mL、0.10mL、0.30mL、0.60mL、1.00mL，用水稀释至刻度，混匀。4.4.5.2工作曲线溶液B的配制分别称取0.50g纯钛（4.2.5）于一组150mL聚乙烯烧杯中，按照4.4.4步骤将其溶解，冷却后移入一组100mL聚乙烯容量瓶中，分别加入硼标准溶液（4.2.7）0.00mL、1.00mL、3.00mL、6.00mL、10.00mL，用水稀释至刻度，混匀。表4工作曲线标准溶液的制备名称测定范围编号12345工作曲线溶液A0~0.02%00.100.300.601.00工作曲线溶液B0.02%~0.2%01.003.006.0010.004.4.6测定将工作曲线溶液（4.4.5）引入电感耦合等离子体原子发射光谱仪，根据试验所选仪器的最佳测定条件，在选定的波长处，测定系列工作曲线溶液中硼元素的发射强度，当工作曲线线性相关系数r≥0.999时，即可进行分析试液（4.4.4）的测定，根据光强度和浓度的关系计算机自动给出硼元素的质量浓度。