铍青铜和铍青铜母合金中铍的测定方法的研究
2019-02-19冉梦璇
冉梦璇
(富蕴恒盛铍业有限责任公司 富蕴 836107)
铍青铜是以铍为基本合金元素的铜基合金材料,它经过处理后,具有高的强度、硬度、稳定性、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨冲击时不产生火花等一系列优良的综合性能,被誉为“有色弹性材料之王”。广泛应用于制作各种高级弹性元件、弹性材料、安全防爆品和电子元件等方面。
铍青铜中铍的分析方法比较多,最早测定铍青铜中铍的方法采用重量法:在EDTA存在下,使铍生成氢氧化铍沉淀或铜铁试剂沉淀,以氧化铍称重或称量铜铁试剂铍,重量法速度慢。目前常用的方法有:有铬天青S比色法、氟化钠(氟化钾)滴定法、磺基水杨酸光度法、氟化钠(氟化钾)滴定法、电感耦合等离子体发射光谱法、火花放电发射光谱法。
1 氟化钠(氟化钾)滴定法[1]
试样经硝酸分解,用EDTA二钠络合铁、铝离子及其他离子。在氨性溶液中,使大量铜生成铜氨络离子,铍则生成氢氧化铍沉淀,将氢氧化铍沉淀过滤,用盐酸溶解,加入酒石酸钾钠,以酚酞为指示剂,调整pH值,加入氟化钠(或氟化钾)溶液,析出相应的碱。用盐酸标准落液滴定,求得铍的含量。
该方法优点:对仪器的要求少,分析成本低廉。缺点:操作繁琐,步骤多(洗涤烧杯3~4和沉淀7~8次),等待时间长(氨水沉淀后等2小时),人为干扰(每个人对颜色的判断都不一致)。
2 铬天青S比色法[2]
铍与铬天青S反应的酸度范围较宽,pH2.5~11都能反应。本方法采用pH9~10的酸度范围。不采用微酸性条件的原因有:⑴微酸性条件下各种试剂、掩蔽剂、EDTA溶液、缓冲液的量都对吸光度影响很大,操作困难。⑵在微酸性条件下,铝与EDTA络合速度慢,钛、铁的影响也较严重。采用pH9~10酸度范围,可以克服微酸性条件下存在的缺点,灵敏度也较高。铍青铜中与铍共存的元素,如铁、镍、铅、钛、铝等,在有EDTA存在时都不干扰,铜有EDTA存在时也不显色,但与EDTA形成的浅蓝色在波长550nm时稍有吸光,可在空白中加入与试样大致相同量的铜即可消除其影响,故测定铍青铜中铍时不用分离,手续简便。
该方法的优点:测定铍青铜中铍时不用分离,手续简便;缺点是铜与EDTA形成的浅蓝色在波长550nm时稍有吸光,需在空白中加入与试样大致相同量的铜,但母合金的铍是无法确定的,该方法只适用于测定已知大概铍含量的铍青铜。
3 磺基水杨酸光度法[3]
用磺基水杨酸光度法测定铍铜合金中的铍,加入盐酸羟胺掩蔽铁,EDTA二钠掩蔽铜、铝等干扰的金属离子,加入pH=10的氯化铵-氨水的缓冲溶液稳定酸度,在最大波长316nm处直接比色。该方法在盐酸羟胺、EDTA二钠存在下,比铍高30倍的铜、铝、钙、镁,高10倍的硝酸根,高5倍的铅及三价的铁离子(100μg)均不干扰测定。
该方法的优点:测定铍青铜中铍时方法便捷(不用分离、过滤)、时间短(滴定分析方法比较,可节约三分之一以上的测定时间),测量高铝含量的铍时结果更可靠。
4 电感耦合等离子体发射光谱法[4]
试样经硝酸分解,直接以氩气等离子体光源激发,进行光谱测定,以基体匹配法校正。
优点:需要分析的元素可以一次性测量、分析快速、结果准确性高。
缺点:分析成本高。
5 火花放电发射光谱法[5]
用120目(124μm)刚玉砂纸打磨样品表面,优化光源激发条件为:冲洗时间10s;预燃时间15s;积分时间10s;频率500Hz;积分能量0.09;氩气流量9L/min;以Cu296.1nm谱线作为参比线,优选和精密度均较好的谱线作为该元素的分析谱线。利用购买的标样与电感耦合等射光谱法(ICP-AES)和原子吸收光谱法(AAS)共同定值的内控样一起绘制校准;校准曲线线性相关系数R'均在0.995以上。对样品进行精密度试验考察,各元素相对标准偏差(RSD,n=11)在0.39%~1.5%之间。对铍青铜未知样品进测定值与湿法结果一致。
优点:该方法用砂纸简单打磨无需任何化学试剂,两分钟就可完成样品的前处理及样品中多种元素的测定过程,
缺点:分析成本高。
综上所述,铍铜中铍含量测定的方法各有优缺点,但分析方法的发展方向由繁化简、由难到易。前处理越来越简单,分析速度越来越快。