电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基钎料中Cr，Si，B，Fe

李佗，杨军红，翟通德

（西部金属材料股份有限公司理化检验中心，陕西宝鸡 721014）

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基钎料中Cr，Si，B，Fe

李佗，杨军红，翟通德

（西部金属材料股份有限公司理化检验中心，陕西宝鸡 721014）

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基钎料中Cr，Si，B，Fe含量的新方法。以硝酸-氢氟酸溶解样品，分别选择267.716，288.158，249.677，259.940 nm作为分析谱线，不用进行基体匹配，可直接测定镍基钎料中Cr，Si，B，Fe含量。在优化的实验条件下，测定结果的相对标准偏差为0.71%～1.43%（n=11），加标回收率为97.0%～102.0%。该方法可满足日常分析对镍基钎料中Cr，Si，B，Fe含量的检测要求。

电感耦合等离子体原子发射光谱法；镍基钎料；Cr；Si；B；Fe

镍基钎料是以镍或镍铬固熔体为基体，加入适量B，Si等合金元素，形成复杂相结构的一种高温钎料合金［1］。镍基钎料因具有耐高温、抗腐蚀，钎焊工艺性能良好等优点，广泛地用于航空发动机的钎焊［2］。

镍基钎料中Cr，B，Si等元素可以提高导热性、抗蚀性、热稳定性，具有改善钎料的钎缝性能，降低合金熔点的作用，同时在一定范围内还能改善合金的流动性［3-4］。因此，建立准确可靠的含量分析方法对镍基钎料的制备和质量保证尤为重要。目前尚没有专门针对镍基钎料中元素测定的标准方法。

目前镍基钎料中元素含量测定方法有滴定法［5］，但该法操作繁琐。电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法具有灵敏度、精密度高，多元素同时分析及工作线性范围宽等特点，广泛用于冶金产品的分析［6-8］。ICP-AES已用于镍基钎料中部分元素的测定［9］，但未见同时测定Cr，Si，B，Fe含量的报道。笔者建立了ICP-AES 法同时测定镍基钎料中Cr，Si，B，Fe含量的新方法，研究了溶样方法、基体、分析线选择等对待测元素的影响。将该法用于镍基钎料样品分析，测定结果准确、可靠。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

高分辨率全谱直读等离子体原子发射光谱仪：Prodigy型，美国利曼公司；

铬、硅、硼、铁单元素标准贮备溶液：质量浓度均为1.0 g／L，国家标准物质研究中心，用时稀释至所需浓度；

实验所用试剂均为优级纯；

实验用水为二次去离子水。

1.2 仪器工作条件

功率：1 200 W；溶液提升量：1.4 mL／min；冷却气流量：20 L／min；雾化器压力：0.365 MPa；辅助气流量：0.1 L／min。

1.3 实验方法

1.3.1 试样溶液的制备

称取0.100 0 g试样于100 mL聚四氟乙稀烧杯中，加入5 mL硝酸、1 mL氢氟酸，于50℃水浴中低温加热溶解。待反应完全后，转移至100 mL 塑料容量瓶中，以水稀释至标线，混匀，待分析用。

1.3.2 校准溶液的制备

分别于5只100 mL 塑料容量瓶中加入一定量的硼、铬、硅、铁标准溶液，制备校准溶液，溶液浓度见表1。

表1 校准溶液质量浓度 μg／mL

1.3.3 实验步骤

利用ICP-AES发射光谱仪测定校准溶液中各元素的发射强度，以浓度为横坐标，发射强度为纵坐标绘制标准工作曲线。然后测定试样溶液中各元素的发射强度，根据工作曲线中谱线强度和浓度的关系，计算出样品中各元素的含量。

2 结果与讨论

2.1 溶样方法的选择

2.1.1 混合溶样酸的选择

分别试验了不同混酸HCl+HNO3，HCl+HF，HCl+HNO3+HF，HNO3+HF对样品的溶解效果，结果见表2。由表2可知，HNO3+HF溶解样品速度较快。

表2 不同混酸溶解样品的效果

2.1.2 硝酸用量的影响

按照实验方法，分别试验不同硝酸用量对测定结果的影响。结果表明，硝酸用量对测定结果基本无影响。考虑到样品溶解的情况，选择硝酸用量为5 mL。

2.1.3 氢氟酸用量的影响

按实验方法，分别试验不同氢氟酸用量的影响。当氢氟酸用量小于1.0 mL时，样品溶解缓慢，随着氢氟酸用量增加，样品溶解加快，各元素分析结果无明显变化。因此实验选择氢氟酸用量为1.0 mL。

2.2 样品基体的影响

分别测定有镍基体和无镍基体各元素的发射强度。研究发现，镍基体存在对待测元素的发射强度无明显影响。因此不需要采用操作较繁琐的基体匹配法来进行基体干扰校正，简化了实验步骤。

2.3 分析谱线的选择

波长选择时既要避开光谱干扰，又要考虑分析线的强度和准确性。用铬、硅、硼、铁溶液、空白及样品溶液，分别对谱线库提供的谱线进行扫描，综合考虑扫描峰的形状、峰值与基线的情况比较基体对该峰的干扰情况，选择干扰小的谱线，见表3。

表3 分析谱线

2.4 工作曲线

分别测定表1中校准溶液中各待测元素的谱线强度，以元素的质量浓度x(μg／mL)为横坐标，谱线强度y为纵坐标，绘制各待测元素的校准曲线；同时测量试剂空白溶液10次，以测定结果标准偏差的3倍作为检出限，测定结果列于表4。由表4可知，该方法测定Cr，Si，B，Fe的检出限分别为0.001，0.005，0.002，0.000 8 μg／mL，待测元素在测定范围内线性关系良好。

表4 线性方程与检出限

2.5 方法精密度

对镍基钎料中Cr，Si，B，Fe进行多次平行测定，测定结果列于表5。由表5可知，Cr，Si，B，Fe测定结果的相对标准偏差为0.71%～1.43%（n=11），表明该方法精密度良好。

表5 精密度试验结果

2.6 回收试验

在制备试样溶液时加入不同量的标准溶液进行回收试验，测定结果见表6。由表6可知，Cr，Si，B，Fe回收率在97.0%～102.0%之间。

表6 样品分析和回收试验结果

3 结语

用ICP-AES法测定镍钎料中Cr，Si，B，Fe，试样分解速度快，引人干扰元素少，测定结果的精密度、准确度高，可满足日常样品分析测定。

［1］周玉林.镍基钎料粉末的应用与发展［J］.冶金粉末技术，1985(2): 29-33.

［2］王秀治，余素琴，朱守良.新型镍基钎料的组织与性能［J］.上海钢研，1982(2): 7-13.

［3］张清辉.镍铬硅硼电焊条的研究［J］.湘潭大学学报（自然科学版），1999，21(4): 88-90，97.

［4］路文江，慕建堂，陈学定.镍基钎料接头中硼的扩散行为［J］.甘肃工业大学学报，1992，22(2): 11-16.

［5］吴俭勤，曹兴荣.难溶金属镍基钎焊料中锗的测定［J］.成都大学学报（自然科学版），1995，14(3): 12-16.

［6］李颖，黄辉，李本涛，等. ICP-OES法测定锰钢中的铬、钼、磷［J］.化学分析计量，2013，22(5): 44-46.

［7］王海涛，张小慧，赵钰玲，等.密闭高压消解-ICP-AES测定进口铜精矿中铅、镉、汞、砷［J］.化学分析计量，2013，22(4): 27-29.

［8］杜桂荣，牛洁，刘扬，等. ICP-OES 法测定八氧化三铀中杂质元素钨［J］.化学分析计量，2014，23(1): 42-44.

［9］杨丽，王金阳，张庸.电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镍基钎焊料中铬和硅［J］.冶金分析，2013，33(6): 63-66.

Determination of Cr, Si, B, Fe in Nickel-Base Brazing Material by ICP-AES

Li Tuo, Yang Junhong, Zhai Tongde
(Physics & Chemistry Inspection Center for Western Metal Materials Co. Ltd., Baoji 721014, China)

A new method was set up for the determination of Cr, Si, B, Fe in nickel-base brazing material by ICPAES. The determination conditions such as the sample pre-treatment method, the matrix and the analytical lines were discussed. The sample was dissolved in nitric acid-hydrofluoric acid, 267.716, 288.158, 249.677, 259.940 nm were selected as the analytical spectral lines for Cr, Si, B, Fe, respectively. It was showed that under the optimal conditions the results were satisfactory with RSD (n=11) less than 2.0% and the recoveries tested were in the range of 97.0%-102.0%. The method has good sensitivity, low detection limit，and it is feasible in the determination of Cr, Si, B, Fe in nickel-base brazing material.

ICP-AES; nickel-base brazing material; Cr; Si; B; Fe

O657.31

A

1008-6145(2014)04-0051-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.04.015

联系人：李佗；E-mail: lit200504@hotmail.com

2014-05-07