ICP-AES法测定钨铈合金中的铈、镧、镨、钕、钬、镱

褚连青，毛新齐

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220)

ICP-AES法测定钨铈合金中的铈、镧、镨、钕、钬、镱

褚连青，毛新齐

(中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220)

采用ICP-AES法检测钨铈合金中铈、镧、镨、钕、钬、镱的含量。选用8 mL硝酸(1+1)与10 mL浓过氧化氢作为溶剂溶解样品，铈、镧、镨、钕、钬、镱的分析谱线分别为418.659，408.671，396.481，378.425，345.600，328.937 nm。各元素工作曲线线性良好，线性相关系数均大于0.999 90。方法检出限为0.006～0.015 µg／mL，加标回收率为90.5%～106.5%，测定结果的相对标准偏差为3.51%～6.11%(n=6)。该方法溶样速度快，精密度、准确度较高，可用于于钨铈合金中铈、镧、镨、钕、钬、镱的测定。

ICP-AES；钨铈合金；铈；镧；镨；钕；钬；镱

AbstratA method for the determination of Ce，La，Pr，Nd，Ho and Yb in tungsten-cerium alloys by ICP-AES was established. The sample was dissolved with 10 mL perhydrol and 8 mL nitric acid(1+1). Analysis lines of Ce, La, Pr, Nd, Ho, Yb were 418.659，408.671，396.481，378.425，345.600，328.937 nm，respectively. Good linearity of working curve for each element was obtained, the correlation coefficient was more than 0.999 90. The detection limits were 0.006-0.015 µg／mL， the standard addtion recoveris were 90.5%-106.5%， and the relative standard deviations were 3.51%-6.11% (n=6). The method is quick in sample dissolution, it can be used for the determination of Ce，La，Pr，Nd，Ho and Yb in tungstencerium alloys with higher accuracy and precision.

现代工业中高质量的不锈钢、钛合金等高性能材料的焊接多采用钨惰性气体(Tungsten Iner Gas，TIG)电弧焊接方式［1-2］。助焊剂［3］、电弧设计［4］和钨焊条质量是决定TIG工艺水平的3个重要因素。由于纯金属钨的熔点很高(3 422℃)，常用的钨焊条是经氧化物弥散强化的钨合金，CeO2是典型的强化氧化物［5］，它作为质点存在于钨金属中，控制着钨合金的高温强度和高温蠕变性能，其含量需要精确控制，其它杂质如铈、镧、镨、钕、钬和镱(非故意掺入元素)的准确测定对全面评价钨铈合金产品质量也很重要。常用钨铈合金中二氧化铈含量为1%～2%，钨铈合金中铈的测定大多采用容量法［6］、分光光度法［7-8］，这两种方法操作繁琐，且耗费大量试剂。目前ICP-AES法在稀土元素测定方面应用广泛［9-10］，但还未见有关ICP-AES测定钨铈合金中的铈、镧、镨、钕、钬和镱的报道。ICP-AES法在元素分析方面具有操作简单、分析速度快、线性范围宽的优势，因此笔者采用ICP-AES法对钨铈合金中的铈、镧、镨、钕、钬和镱测定进行了研究。该方法测定结果的准确度和精密度满足检测要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电感耦合等离子体发射光谱仪：Varian725-ES型，美国瓦里安公司；

电子分析天平：AT261型，分度值0.01 mg，瑞士Mettle Toledo公司；

铈、镧、镨、钕、钬、镱元素标准储备液：质量浓度均为1 mg／mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心，使用时根据需要配制成一定浓度的标准溶液；

钨粉：质量分数大于99.95%，成都虹波实业股份有限公司；

过氧化氢、硝酸：EL级。

1.2 仪器工作条件

等离子体气流量：15.0 L／min；雾化气流量：0.75 L／min；辅助气流量：1.50 L／min；射频功率：1.00 kW；观测高度：10 cm。

1.3 实验方法

称取0.2 g样品，准确至0.1 mg于100 mL烧杯中，加入8 mL硝酸(1+1)，分次加入10 mL浓过氧化氢，低温加热溶解。待试样溶解后取下冷却，将溶液转移至100 mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，待测。当铈含量在1%～10%时，移取10 mL上述溶液于100 mL容量瓶中，加入8 mL硝酸(1+1)，用水稀释至标线，摇匀，随同试样做空白。在选定的仪器工作参数下进行空白溶液、试样溶液的测定。

2 结果与讨论

2.1 试样的分解及酸度的选择

钨基体的溶解大多采用过氧化氢［6，11-12］、氢氟酸［13］作为溶剂，但试验发现，采用过氧化氢作为溶剂，试样溶解速度很缓慢，又由于氢氟酸与溶液中的稀土离子形成沉淀，溶液中氢氟酸的存在导致测试结果偏低［14］，为此尝试选用过氧化氢和硝酸作为溶剂进行钨铈合金的溶解。实验结果表明，选用8 mL硝酸(1+1)与10 mL过氧化氢作为溶剂对样品进行溶解，溶解效果良好。同时以硝酸为介质，对不同酸度(1%～20%)对各元素谱线强度的影响进行了试验。结果表明，随着酸度的增大，信号强度变化不明显。综合考虑样品溶解、溶液稳定性、溶液提升量等因素，选择溶液的酸度为4%(体积分数)的硝酸。

2.2 元素分析谱线的选择

综合考虑被测试样组成及溶液中基体及共存元素的含量，选择各元素的分析谱线见表1。

表1 元素的分析线

2.3 基体及共存元素的影响

试液中基体元素为钨、铈，因此对钨、铈基体对待测元素的影响进行了试验。结果显示，试液中钨含量为2 mg／mL时，谱线尾翼对Nd 378.425谱线有微弱的重叠干扰，而对Ce 418.659，La 408.671， Pr 396.481，Ho 345.600，Yb 328.937 的测定基本无影响；试液中铈含量为50 µg／mL时，基本不影响Pr 396.481，Nd 378.425，Ho 345.600 ，Yb 328.937的测定，而铈谱线尾翼对La 408.671的谱线有微弱的重叠干扰。通过采用基体匹配的方法消除基体的影响［15-16］，系列标准溶液中钨基体加入量为2 mg／mL，铈加入量与样品溶液铈含量相当。溶液中La，Pr，Nd，Ho，Yb，Er，Tm，Y，Dy，Sm 的含量小于10 µg／mL时，对Ce，La，Pr，Nd，Ho，Yb的测定基本无影响；100 µg／mL的Al，As，B，Ba，Bi，Cd，Co，Cr，Cu，Fe，Mg，Mn，Ni，Pb，Sb，Sn，Ti，V，Zn对La，Pr，Nd，Ho的测定基本无影响，除了含量为100 µg／mL Fe，V谱线尾翼与Yb 328.937谱线有重叠干扰外，其它元素均不干扰Yb 328.937测定。Fe，V含量小于10 µg／mL时对Yb的测定基本无影响。由于实际被测溶液中上述元素含量很低，对测定基本无影响。

2.4 工作曲线方程及检出限

采用基体匹配的方式(以所配制的系列标准溶液浓度尽量与待测元素的浓度接近为原则)配制系列标准溶液，铈标准系列溶液质量浓度为0.00，2.00，5.00，10.00，15.00，20.00 µg／mL；镧、镨、钕、钬、镱标准系列溶液的质量浓度分别为0.00，0.10，0.30，0.50，0.80，1.00 µg／mL。在选定的仪器工作条件下对标准系列溶液进行测量。仪器自动绘制标准曲线［Y为每秒计数值(c／s)，X为元素的质量浓度值(μg／mL)］。

对样品空白溶液分别进行11次测定，计算标准偏差，以3倍标准偏差计算方法的检出限。工作曲线方程、相关系数、线性范围及检出限见表2。

表2 工作曲线方程、线性范围、相关系数、检出限

2.5 精密度试验

平行称取6份0.2 g钨铈合金试样（准确至0.1 mg）,分别按1.3实验方法进行样品处理，并进行测定，测定结果及相对标准偏差见表3。由表3可知，6种元素测定结果的相对标准偏差为3.51%～6.11%，可见方法具有良好的精密度。

表3 精密度试验结果 %

2.6 准确度试验

称取0.2 g钨铈合金试样（准确至0.1 mg），按1.3实验方法进行样品处理并测定，随同该样品做加标回收试验，试验结果见表4。由表4可知，6种元素的回收率在90.5%～106.5%之间，表明该方法具有较高的准确度，满足化学分析要求。

表4 加标回收试验结果

3 结语

建立了测定钨铈合金中铈、镧、镨、钕、钬、镱含量的ICP-AES法，以过氧化氢、硝酸溶解样品，解决了块状样品难以溶解的问题，采用基体匹配方法解决了干扰问题。方法简单，快速，精密度、准确度高，适合于钨铈合金中铈、镧、镨、钕、钬和镱的测定。

［1］ Li Qingming，Wang Xinhong，Zou Zengda，et al. Effect of activating flux on arc shape and arc voltage in tungsten inert gas welding［J］. Transactions of Nonferrous Metals Society of China， 2007，17: 486-490.

［2］ Lucas W，Howse D. Activating flux-increasing the performance and productivity of the TIG and plasma process［J］. Welding and Metal Fabrication，1996，64(10): 11-17.

［3］ Pascal P，Jacques S. Effect of activating fluxes on the penetration capability of the TIG welding arc：Study of fruid-flow phenomena in weld pools and the energy concentration in the anode spot of A-TIG arc plasma［J］. Materials Science Forum，2003，426／432(5): 4 087-4 092.

［4］ Wang J，Kusumoto K，Nezu K. Investigation into micro-tungsten inert gas arc behaviour and weld formation［J］. Science and Technology of Welding and Joining，2004，9(1): 90-93.

［5］ Yang Chunli，Lin Sanbao，Liu Fengyao，et al. Research on the mechanism of penetration increase by flux in A-TIG welding［J］. Journal of Materials Science and Technology，2003，19: 225-227.

［6］ YS／T 500-2013 钨铈合金中铈量的测定氧化还原滴定法［S］.

［7］ 何艺，潘教麦.用间磺酸基偶氮氯膦分光光度法测定钨铈合金中的铈［J］.分析试验室，1985,4(9): 225-226.

［8 ］ 杨秀清.二溴甲基偶氮羧胂光度法测定钨铈合金中铈［J］.冶金分析，1995，15(3): 42-43.

［9］ 邓良平. ICP-AES法测定RZnAl5RE合金中的镧、铈、铁、铝、铅、镉［J］.分析试验室，2000，19(3): 67-70.

［10］ 李小杰. ICP-AES测定钢铁中的微量镧铈镨钕钐［J］.理化检验：化学分册，1996，32(6): 366-367.

［11］ GB／T 4324.5-2012 钨化学分析方法钼蓝光度法测定砷［S］.

［12］ 范健，黄进宇，邹玫玫，等. ICP-AES测定高纯钨中杂质元素［J］.中南工业大学学报，1999,30(1): 71-73.

［13］ GB／T 7731.2-1987 钨铁化学分析方法高碘酸钠光度法测定锰量［S］.

［14］ 黄凤妹.土壤中16中元素含量测定方法优化［J］. 计量技术，2013(6): 14-17.

［15］ 吴波英，黄少文. ICP-AES在稀土元素分析中的抗干扰技术的应用与进展［J］.稀土，2005，26(5): 17-22.

［16］ G B／T 18115.12-2006 稀土金属及氧化物中稀土杂质化学分析方法钇中镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥量测定［S］.

陕西省建立食品药品执法检验检测绿色通道

不久前，陕西省食品药品监督管理局下发《关于建立食品药品执法检验检测绿色通道的通知》。要求全省各级食品药品监管部门要加强与相关食品药品检验检测机构的沟通协调，在全省建立起省、市两级执法检验绿色通道。

《通知》从内涵定义、工作原则、组织协调、工作流程、责任追究和经费保障六个方面对绿色通道作出了明确规定。绿色通道要体现“五优先”原则，即优先受理、优先分发检验科室、优先检验、优先出具检验报告书、优先通知检验结果。优先原则的核心，是在最短时间内对涉案食品药品进行检验检测，并依法出具检验检测报告。食品药品执法检验检测绿色通道的建立，为加大食品药品稽查执法力度，发挥检验检测技术支撑作用，将起到进一步促进作用。

（39健康网）

山东对机动车排放开展“云检测”

机动车云检测是将各条环检线连接至大数据计算平台，统一进行评判的高智能、信息化检测技术。车辆进入检测线后，其原始排放数据会被实时收集并传送至政府云检测平台，根据车辆排污数据准确甄别高污染车和需淘汰车。

据山东云检测运营负责人马亮介绍，云检测全面推广后，将能为环保部门的管理决策和大气污染物总量控制提供精确的数据支撑。目前，山东已完成省级大数据云平台的建设，在12个城市建设了50多个环保检测点。

（人民日报）

Determination of Cerium，Lanthanum，Praseodymium，Neodymium，Holmium and Ytterbium in Tungsten-Cerium Alloys by ICP-AES

Chu Lianqing， Mao Xinqi
(The 46th Research Institute of CETC， Tianjin 300220, China)

ICP-AES; tungsten-cerium alloys; cerium; lanthanum; praseodymium; neodymium; holmium; ytterbium

O657.3

：A

：1008-6145(2015)05-0067-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2015.05.017

联系人：褚连青；E-mail: clqhx46@163.com

2015-07-18