Приложение 3 (обязательное). Рентгеноспектральный метод определения элементов

Приложение 3
Обязательное

Рентгеноспектральный метод определения элементов

Рентгеноспектральный метод является экспресс-методом, основанным на возбуждении атомов элементов и измерении интенсивности их характеристических линий флуоресцентного излучения.

1. Средства анализа

Весы лабораторные общего назначения.

Печь муфельная.

Шкаф сушильный.

Спектрометр рентгеновский многоканальный дифракционный дискретного действия, позволяющий анализировать легкие элементы, начиная с магния (Z=12) с одновременной регистрацией излучения не менее шести элементов.

Литий углекислый по ТУ 6-09-3728.

Лития тетраборат безводный по ТУ 6-09-4758.

Лития метаборат 2-водный по ТУ 6-09-4756.

Натрий азотно-кислый.

Кислота борная по ГОСТ 9656 и раствор массовой концентрацией 50 .

Крахмал растворимый по ГОСТ 10163.

Смесь для сплавления: безводный тетраборат или метаборат лития, прокаленный при температуре не менее 700°С, углекислый литий и азотно-кислый натрий смешивают в фарфоровой ступке в процентном отношении 75 : 20 : 5 (в случае использования тетрабората лития) или 85 : 10 : 5 (в случае использования метабората лития).

Подложка графитовая дискообразная диаметром 30 мм из электродного графита марок ГМЗ, ГЭ или других аналогичных (черт. 2).

Воронка с пуансоном металлические (черт. 3).

Вилка для установки и извлечения из муфельной печи графитовой подложки (черт. 4).

Штатив с опускающимся штампом для формования поверхности наплавленного слоя образца-излучателя (черт. 5).

Пресс-форма для формования образцов-излучателей, изготовленная из нержавеющей стали марки 12Х18Н9 по ГОСТ 5632 (черт. 6).

Пресс, обеспечивающий давление не менее 150 .

2. Подготовка к анализу

2.1. Приготовление СОП

Для каждой разновидности анализируемых материалов готовят серию порошкообразных СОП с различающимся химическим составом в диапазоне производственных колебаний массовой доли определяемых элементов. Количество СОП должно быть не менее n + 2, где n - число анализируемых в материале элементов.

2.2. Изготовление образцов-излучателей

Из серии СОП изготавливают образцы-излучатели в виде таблеток наплавлением на графитовую подложку порошка СОП, смешанного со смесью для сплавления. Предварительно, для улучшения сцепления подложки с расплавом, ее смачивают раствором борной кислоты и подслушивают в сушильном шкафу при температуре 105-110°C.

Навески СОП массой по 0,5 г и смеси для сплавления по 1 г взвешивают на аналитических весах и перемешивают в фарфоровой ступке не менее 3 мин. Полученную смесь с помощью воронки и пуансона вручную формуют на графитовой подложке и вилкой помещают в разогретую до температуры 900-950°C муфельную печь на керамическую подставку и выдерживают не более 5 мин. Затем подложку сплавом вынимают, быстро устанавливают на штатив и опускают на нее штамп с полированной поверхностью и формируют твердый стекловидный слой таблетки.

"Чертежи 2, 3. Графитовая подложка и воронка с пуансоном (приложение к ГОСТ 5382-91)"

Примечание. Размеры приведены для справок.

"Чертеж 4. Вилка"

Примечание. Размеры приведены для справок.

"Чертеж 5. Штатив с опускающимся штампом"

Примечание. Размеры приведены для справок.

"Чертеж 6. Пресс-форма"

Примечание. Размеры приведены для справок.

Для каждого СОП изготавливают три таблетки.

При условии получения результатов анализа, отличающихся от полученных при использовании образцов-излучателей, изготовленных методом сплавления, менее чем на значение ошибки повторяемости, установленной для соответствующего элемента, допускается применение образцов-излучателей, изготовленных методом прессования или намазывания.

При изготовлении образцов-излучателей методом прессования скрепляющей подложкой таблеток служит борная кислота. СОП предварительно высушивают до постоянной массы при температуре 105-110°C. Затем в пресс-форму насыпают навеску СОП массой 1-1,5 г и сверху 1,5-2 г борной кислоты (подложки), налагают пуансон и помещают всю пресс-форму в пресс, создавая усилие не менее 150 . После снятия нагрузки таблетку аккуратно вынимают из кольца-вкладыша. При невозможности извлечения таблетки без повреждений (слабопластичные материалы) СОП предварительно смешивают с борной кислотой или крахмалом в соотношении 1:1 и помещают в пресс-форму (без подложки). При этом общая масса навески образца-излучателя для изготовления таблетки должна быть 3-4 г.

2.3. Построение градуировочного графика

Из приготовленных образцов-излучателей серии СОП выбирают один в качестве образца-репера, в котором массовые доли элементов находятся в середине анализируемого диапазона.

Оставшиеся таблетки образцов-излучателей помещают поочередно в держатель спектрометра и измеряют интенсивность излучения определяемых элементов в импульсах за 100 с, которое регистрируется пересчетным устройством. Порядок и режим работы спектрометра - согласно технической документации на него.

После измерения интенсивности от трех таблеток каждого СОП ставят образец-репер. Таким образом, чередуя таблетки образцов-излучателей каждого СОП и репер, проводят измерение всей серии СОП.

Используя среднее арифметическое значение трех параллельных измерений интенсивности излучения образцов-излучателей и репера для каждого определяемого элемента, вычисляют относительную интенсивность СОП по формуле

(48)

По полученным результатам определений строят градуировочные график" в координатах "относительная интенсивность - значение массовой доли элемента в СОП в процентах" или составляют калибровочные уравнения.

3. Проведение анализа

Готовят две таблетки образца-излучателя анализируемой пробы тем же способом, который использовали при построении градуировочных графиков (составлении уравнений). Измеряют интенсивность излучения двух образцов-излучателей и , затем образца-репера .

Вычисляют значения относительной интенсивности образцов-излучателей и по формуле (48).

Примечание. При изготовлении образцов-излучателей методом сплавления допускается варьирование массой навески образца, а также соотношением образец: плавень от 1:2 до 1:5.

4. Обработка результатов

Массовую долю определяемых элементов в процентах, соответствующую значениям , и , определяют по соответствующему графику или калибровочному уравнению. За результат определения принимают среднее арифметическое найденных значений.