硅鉬藍(lán)光度法測(cè)定鈷基焊絲中的硅含量*

繆亞國(guó)，李　穎

(江陰市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所， 江蘇 江陰　214434)

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硅鉬藍(lán)光度法測(cè)定鈷基焊絲中的硅含量*

繆亞國(guó)，李穎

(江陰市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所， 江蘇 江陰214434)

介紹了試樣的處理方法和參比溶液的制備過程以及鈷基焊絲中硅含量的測(cè)定、試驗(yàn)方法。研究結(jié)果表明，此方法在硅含量為0.025%～0.350%范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系；6次獨(dú)立測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.75%，且方法具有較高的回收率。

鈷基焊絲； 硅； 分光光度法； 測(cè)定

引言

鈷基焊絲主要用于化工設(shè)備和各種機(jī)械設(shè)備磨損部位的堆焊修補(bǔ)。焊絲中元素的成分和含量直接影響材料的各項(xiàng)性能，因此需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的控制[1-2]。而目前相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中尚無鈷基焊絲化學(xué)成分的檢測(cè)方法，且檢索發(fā)現(xiàn)，關(guān)于鈷基焊絲的元素分析方面的文獻(xiàn)較少[3-5]。

1　試驗(yàn)部分

1.1儀器和試劑

電子天平(梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司，AL104)；可見分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司，722S型)；鹽酸(江陰化學(xué)試劑廠有限公司，優(yōu)級(jí)純)；硝酸(江陰化學(xué)試劑廠有限公司，優(yōu)級(jí)純)；鉬酸銨(天津市大茂化學(xué)試劑廠，分析純)；草酸(天津市凱通化學(xué)試劑有限公司，分析純)；六水合硫酸亞鐵銨(上海市四赫維化工有限公司，分析純)。

1.2試驗(yàn)過程

1.2.1試樣處理

稱取0.1000 g試樣置于150 mL錐形瓶中，用稀王水(鹽酸∶硝酸∶水=40∶13∶147)溶解后，冷卻稀釋至100 mL。分別移取10 mL試液置于兩個(gè)150 mL錐形瓶中，再分別加入25 mL水。

在室溫條件下，按以下方法處理待測(cè)液和參比溶液。特別說明的是，每加入一種試劑后都要搖動(dòng)溶液。

(1)按下列順序往待測(cè)液中加入試劑：

1)5 mL鉬酸銨溶液(50 g/L)，靜置20 min；

2)10 mL草酸溶液(100 g/L)；

3)立即加入5 mL硫酸亞鐵銨溶液(60 g/L的1+100稀硫酸溶液)。

(2)按下列順序往參比溶液中加入試劑：

1)10 mL草酸溶液(100 g/L)；

2)5 mL鉬酸銨溶液(50 g/L)；

3)5 mL硫酸亞鐵銨溶液(60 g/L的1+100稀硫酸溶液)。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與處理

稱取0.1000 g純鈷四份，分別加入硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(100 μg/mL)0.25，0.5，2.0，3.5 mL，用稀王水溶解，冷卻后稀釋至100 mL。然后按1.2.1中試樣處理過程加入各類試劑。以不加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的純鈷作為參比溶液，用2 cm比色皿，在680 nm處測(cè)出其吸光度。以硅元素含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線。

2　結(jié)果與討論

2.1各試劑的作用

試樣用稀王水溶解后，硅元素轉(zhuǎn)化為可溶性正硅酸，在微酸性下，加入鉬酸銨與硅酸生成黃色的硅鉬黃，靜置20 min后，可形成硅鉬雜多酸。在上述溶液中加入草酸，溶液中H+的濃度可提高至4 mol/L，此時(shí)硅鉬雜多酸是穩(wěn)定存在的，而磷和砷雜多酸已被完全破壞，用此方法可消除磷、砷元素對(duì)硅元素的影響。另外，加入草酸可絡(luò)合鐵離子，降低了鐵元素對(duì)硅的影響。在溶液中加入硫酸亞鐵銨可將硅鉬黃還原為硅鉬藍(lán)。

待測(cè)液與參比溶液加入試劑的順序不同，主要是因?yàn)樵趨⒈热芤褐邢燃尤氩菟岷?，可使溶液的酸度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硅與鉬酸銨形成硅鉬酸銨的所需適宜酸度(H+濃度約為0.2～0.6 mol/L)，此時(shí)參比溶液的基體與待測(cè)液基本一致，可消除基體顏色不同引起的干擾。

2.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

如圖1所示為硅標(biāo)準(zhǔn)溶液含量與吸光度關(guān)系圖。從圖1中可以看出，曲線方程為：y=1.7134x+0.1824，線性相關(guān)系數(shù)R2為0.9997。說明本方法在硅含量為0.025%～0.350%范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系。

圖1　硅標(biāo)準(zhǔn)溶液含量與吸光度關(guān)系圖

2.3精密度試驗(yàn)

對(duì)同一待測(cè)試樣進(jìn)行6次平行試驗(yàn)，硅含量的測(cè)試結(jié)果如表1所示。從表中可以看出，6次獨(dú)立測(cè)試結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.75%，說明本方法精密度好，滿足檢測(cè)要求。

表1　精密度試驗(yàn)結(jié)果

2.4回收率試驗(yàn)

稱取3份0.1000 g鈷基焊絲試樣，分別加入硅標(biāo)準(zhǔn)溶液(50 μg/mL)0，0.5，3.0 mL，用(1+3)稀王水溶解后，冷卻稀釋至100 mL。按1.2.1所述試樣處理方式對(duì)稀釋液進(jìn)行處理后，按1.2.2中的儀器條件對(duì)各溶液進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，在線性范圍內(nèi)，本方法具有很好的回收率。

表2　回收率試驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)束語

(1)采用稀王水溶解樣品，通過加入鉬酸銨、草酸、硫酸亞鐵銨等試劑，可以將鈷基焊絲中的硅元素轉(zhuǎn)化為硅鉬藍(lán)，并消除試樣中磷、砷、鐵等元素的干擾。

(2)通過調(diào)整參比溶液的試劑加入順序，破壞了參比溶液中硅與鉬酸銨形成硅鉬酸銨的所需適宜酸度，使參比溶液的基體與待測(cè)液基本一致，消除了基體顏色不同引起的干擾。

(3)本方法在硅含量為0.025%～0.350%范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系，且該方法的精密度、準(zhǔn)確度和回收率較好，可用于鈷基焊絲中硅元素的日常檢測(cè)。

(4)采用硅鉬藍(lán)光度法測(cè)定鈷基焊絲中的硅含量，操作周期短，檢測(cè)成本低，準(zhǔn)確性好，可用于實(shí)際樣品的分析。

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[2]馬鳴, 李宜男, 李春光. 鈷基耐磨硬質(zhì)合金焊條電弧焊堆焊國(guó)產(chǎn)化試驗(yàn)研究[J].電焊機(jī), 2010, 40(2):132—135.

[3]付二紅. 高溫合金化學(xué)成分分析方法標(biāo)準(zhǔn)問題分析及建議[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量, 2015, (5):6—10.

[4]劉淑君, 劉衛(wèi), 吳麗琨, 等. 微波消解—ICP-AES法測(cè)定鈷基高溫合金中的稀土成分[J]. 礦產(chǎn)綜合利用，2013,(5):47—49.

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2016-03-30

繆亞國(guó)(1976—)，男，工程師。電話：13506160022；E-mail：fengxiumei@jqt-cn.com

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