ICP-AES法測定鈷鉻烤瓷合金中鎢、鉬、鐵、釕、鎵、鎘、鈹、鎳的含量*

王 津，熊曉燕

廣東省工業(yè)分析檢測中心，廣東 廣州 510650

鈷鉻烤瓷合金是牙科最常用的一種材料，主要用于鑲牙、補(bǔ)牙、種牙，制作顱面部骨折的夾板和螺釘,種牙弓絲和托槽、牙科手術(shù)及治療器械等.由于鎳鉻烤瓷合金具有一定的致敏性，而貴金屬烤瓷修復(fù)體及全瓷修復(fù)體價格昂貴，因此鈷鉻烤瓷合金在我國臨床上的應(yīng)用越來越廣泛.

國內(nèi)外對鈷鉻烤瓷合金的物理性能及口腔臨床應(yīng)用都有廣泛的研究[1-8]，但鈷鉻烤瓷合金中鎢、鉬、鎳、鐵、鎵、鉻、鈹、釕含量的測定并無統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn).鈷基合金中鉻、鎳、鈹、鎘含量的測定已有報道[9-10]，鈷鉻鉬合金中錳、鐵、鉬、鎢的測定方法也有報道[11]，其分解樣品的方法是硝酸+氫氟酸或者硝酸+鹽酸+磷酸+硫酸，此法并不能完全溶解現(xiàn)有的各類鈷鉻烤瓷合金；另一方面，采用上述方法測定時需基體匹配，這對化學(xué)組分含量波動較大的鈷鉻烤瓷合金來說，操作很不方便.本文介紹了用王水+氫氟酸、微波消解法溶解樣品后，直接采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定鈷鉻烤瓷合金中鎢、鉬、鎳、鐵、鎵、鉻、鈹、釕含量的方法，其中鎢質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定范圍為1.00%～8.00%，鉬質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定范圍為0.10%～8.00%，鐵、鎳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定范圍為0.005%～1.00%，鎵、鎘、鈹、釕質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定范圍為0.005%～0.10%.該方法解決了磷酸溶解樣品帶來的磷酸抑制問題，以及基體匹配需要先測定不同樣品中不同含量鈷和鉻而帶來的不便.采用本方法可測定鈷鉻烤瓷合金中各元素的含量，并且快速、簡便、準(zhǔn)確度高.

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器及工作條件

法國JY公司的ULTIMA-2型 ICP-AES光譜儀.該儀器工作條件：耐氫氟酸霧化裝置，射頻功率1.0 kW，冷卻氣流量14 L/min，護(hù)套氣流量0.2 L/min，載氣流量0.8m L/min，試液提升量1.0 L/min，入射狹縫20 μm，出射狹縫15 μm，積分時間3 s，讀數(shù)3次，軸向觀測.

美國CEM公司的Mars6型微波消解儀.該儀器工作條件：第一程為100℃，5 min；第二程為150℃，5 min；第三程為200℃，20 min.100 mL高壓消解罐(1000W).

1.2 試 劑

鹽酸(ρ=1.19 g/mL),硝酸(ρ=1.42 g/mL),氫氟酸(ρ=1.15 g/mL),王水(3體積鹽酸+1體積硝酸),100.0 μg/mL待測元素混合標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試樣制備

按照表1 稱取試料(精確至0.0001 g)置于消解罐內(nèi)膽中，加入9 mL王水和2 mL氫氟酸，裝入高壓消解罐中，再放入微波消解儀.在200℃加熱20 min，取下冷卻.然后按照表1定容至塑料容量瓶中，并按表1的要求分取溶液.

表1試料量及試液體積

Table1Quantityandvolumeofsample

元 素試料量m/g質(zhì)量分?jǐn)?shù)w/%試液總體積V/mL稀釋倍數(shù)W,Mo0.10≤1.001001>1.001001∶10Fe,Ni0.20≤0.2001001>0.2002501Ga,Cd,Be,Ru0.200.005～0.101001

1.3.2 校準(zhǔn)曲線的繪制

分別移取0，0.10，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液于一組100 mL塑料容量瓶中，均加入9 mL王水和2 mL氫氟酸，再用水稀釋至刻度，混勻.在電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀上，于選定的分析譜線處，測量標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中鎢、鉬、鐵、釕、鎵、鎘、鈹、鎳的發(fā)射強(qiáng)度.然后分別以被測元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線.經(jīng)測定計算，標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率均大于0.99995，滿足測定的要求.

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理方法的選擇

由于鈷鉻烤瓷合金具有優(yōu)良的物理性能及穩(wěn)定的化學(xué)性能，一般的化學(xué)分解方法并不能將樣品完全溶解.本試驗(yàn)選擇5個不同含量的鈷鉻烤瓷合金樣品，分別加入王水、王水+氫氟酸、王水+硫酸+磷酸，再用電爐加熱.結(jié)果顯示，只有一個樣品通過王水+硫酸+磷酸、電爐加熱的方法可以溶解.取上述同樣5個樣品，分別加入王水、王水+氫氟酸，再用微波消解儀溶解樣品.結(jié)果顯示，采用王水+氫氟酸、微波消解的方法可將所有樣品溶解，而只加王水不加氫氟酸的樣品均不能被完全溶解.因此，選擇王水+氫氟酸、微波消解的方法進(jìn)行樣品溶解.

2.2 氫氟酸濃度的選擇

按照試驗(yàn)方法，分別在樣品中加入不同量的氫氟酸，考察氫氟酸用量對樣品分解的影響.試驗(yàn)結(jié)果顯示，在樣品質(zhì)量為0.2 g，其他條件不變的條件下，氫氟酸用量少于1 mL時，樣品不能被完全溶解.因此，選擇氫氟酸的加入量為2 mL.

2.3 分析譜線的選擇

考慮到鈷鉻基體與鉬、鎢等各元素之間的相互干擾因素，選擇無干擾的靈敏分析線，現(xiàn)將推薦的各元素分析譜線列于表2.

表2 分析譜線

2.4 基體鈷、鉻對所測元素的影響

按照試驗(yàn)方法，分別配制不同濃度的鈷和鉻基體溶液并進(jìn)行測定，以考察鈷和鉻基體對所測元素在所選波長處的干擾情況.由于樣品中鈷最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，鉻最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，因此按照試驗(yàn)方法的最大稱樣量，分別配制含鈷1.4 mg/mL、鉻0.6 mg/mL的溶液，并在所選擇的條件下測定各雜質(zhì)元素.試驗(yàn)結(jié)果列于表3.由表3可知，鈷、鉻基體對W，Mo等8種所測元素?zé)o影響.

表3 鈷、鉻基體干擾試驗(yàn)結(jié)果

2.5 酸度影響

按照試驗(yàn)方法，在3個100 mL容量瓶中分別加入6，9，11 mL王水，再加入5 mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定的條件下測定各元素的濃度值.試驗(yàn)結(jié)果顯示，以上幾種酸度對測定結(jié)果沒有影響.

2.6 雜質(zhì)元素之間的相互影響

按照試驗(yàn)方法，在100 mL容量瓶中加入W，Mo等8種雜質(zhì)元素，其中鎢質(zhì)量濃度為80 μg/mL，其余雜質(zhì)元素質(zhì)量濃度為10 μg/mL ，然后用ICP-AES測定其在W，Mo等8種雜質(zhì)元素所選波長處的干擾質(zhì)量濃度值.測量結(jié)果表明，各雜質(zhì)元素的干擾質(zhì)量濃度均小于0.02 μg/mL.這說明在選定的條件下，各雜質(zhì)元素間沒有干擾.

2.7 方法準(zhǔn)確度及加標(biāo)回收率

為驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確度，進(jìn)行了加標(biāo)回收率試驗(yàn).由于沒有合適的鈷鉻含量低的樣品，因此采用標(biāo)準(zhǔn)溶液配制一個合成樣品.按照試驗(yàn)方法的最大稱樣量，配制含鈷1.4 mg/mL、鉻0.6 mg/mL的溶液.對配制的試液分取3份，分別加入不同含量的待測元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入9 mL王水和2 mL氫氟酸，定容后進(jìn)行測定，試驗(yàn)結(jié)果列于表4.由表4可知，該方法的加標(biāo)回收率在98.0%～102.0%之間， 準(zhǔn)確度較高.

表4 加標(biāo)回收率

2.8 樣品分析及精密度試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法對2個鈷鉻烤瓷合金樣品進(jìn)行測定，平行測定5次，同時將測定結(jié)果與參考值(分光光度法及原子吸收光譜法測定的平均值)進(jìn)行對比，測量結(jié)果列于表5.由表5可知，本法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.04%～3.23%之間，精密度較高.

表5 試樣測定結(jié)果

3 結(jié) 論

用王水+氫氟酸、微波消解的方法將樣品溶解后，再用ICP-AES可直接測定烤瓷合金中鎢、鉬、鐵、釕、鎵、鎘、鈹、鎳的含量.在選定的條件下，鈷、鉻基體對所測元素?zé)o影響，各雜質(zhì)元素間也沒有干擾.本方法的加標(biāo)回收率在98.0%～102.0%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.04%～3.23%之間.本法能夠滿足快速、準(zhǔn)確測定鈷鉻烤瓷合金中多種元素的需要.