钢板及钢带 锌基和铝基镀层中铅、镉和铬含量的测定辉光放电原子发射光谱法 GBT 31926-2015.pdf

GB/T31926-2015钢板及钢带锌基和铝基镀层中铅、镉和铬含量的测定辉光放电原子发射光谱法警告一使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。1范围本标准规定了辉光放电原子发射光谱法测定铅、辐和铬的含量。本标准适用于1m504m镀层厚度的钢板及钢带表面纯锌、锌铁、锌铝、铝锌镀层中铅镉铬元素含量的测定。测定范围（质量分数）：铅：0.0035%0.2%；镉：0.003%0.2%：铬：0.002%0.02%。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法GB/T19502表面化学分析辉光放电发射光谱方法通则GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法3原理将具有平整表面的被测样品作为辉光放电装置的阴极，样品在直流或射频辉光放电装置中产生阴极溅射，测量样品原子的特征光谱普线强度。深度剖析时，发射强度记录为时间的函数，通过校准曲线，将强度对时间的函数转化为质量分数对蜚射深度的函数。通过测量已知成分参考样品的澱射率可以建立校准体系，根据被测样品中元素的谱线强度与浓度的关系，通过计算软件求出分析样品涂、镀层中待测元素的含量。4试剂和材料放电气体：通常为高纯氩，纯度应达到99.999%。5仪器5.1概述挥光放电原子发射光谐仪一般是由在GB/T19502中描述的Gmm型或类似的辉光放电光源（包含直流或射频供电模式)和同时型光谱检测器组成。光谱仪具备适合于被分析元素的分析线。直径在2mm8mm的范围内的阳极均可使用。阴、阳极之间的距高一般在0.1mm0.3mm。推荐使用冷GB/T31926-2015却装置。分光计的一级谱线的色散的倒数应小于0.55nm/mm,焦距为0.5m1.0m,5.2仪器性能要求为了检查仪器是否稳定，应当进行下列测试，对于某元素的质量分数超过1%的均匀试样进行11次强度测定。选择恰当的放电条件进行分析，母次测量前的光源稳定时间（预溅射时间）至少60$，每次测定都要在未被激发过的表面进行。计算这11次测定值的标准偏差，相对标准偏差应小于5%。5.3检出限各元素的检出限与仪器有关，也和钢表面涂镀层有关。因此对于不同仪器和不同钢表面涂镀层，给定分析元素的检出限不是唯一的。如果分析元素的检出限低于涂镀层中预计最低质量分数的五分之一(或标准范围内，低带质量分数的五分之一)检出下限的测量可以采用SNR或SBR-RSDB法（见附录A)。6样品制备根据GB/T20066或适宜的标准来进行取、制样，样品表面用乙醇或丙酮清洁。样品的大小应适合于仪器光源所允许的大小尺寸，一般直径（长度或宽度）为20mm100mm的规则几何形状样品，样品应平整，满足仪器分析条件要求。7仪器的准备7.1仪器工作环境放置光谱仪的实验室室温应保持在1826，且温差波动小于5/，相对湿度应小于80%。7.2谱线的选择通常谱线的选择受如下因素的影响，即仪器谱线的范围，分析元素的含量，谱线的灵敏度和来源于其他谱线的干扰。表1所列为推荐的一些谱线。除表中所列，也可使用其他适合的谱线。表1推荐的内标线和分析线元素波长/nm249.326Fe371.994371.029Pb220.353Cd228.802Cr425.4337.3仪器参数的优化根据仪器厂家的说明启动并稳定运行仪器，按设备给出的程序检查并确保光谱仪的人口狭缝调整正确，以保证光谱仪在光谱线的峰值测量发射强度，获得理想的信背比。GB/T31926-20157.3.1射频光源放电参数的设置目前大多数的射频光源多采用恒定功率-气压模式，使用者也可采用其他模式或仪器厂家推荐的方法。这种操作模式应能确保在校准和分析中有稳定的激发条件，或能达到最佳的准确度，那么这种方法就可以在本方法中使用。应注意，所使用的放电参数因不同仪器而有所不同，一旦确定，这些放电参数将被应用于曲线校准和样品分析。7.3.1.1恒定功率和气压模式恒定的两个参数是功率和气压。首先设置这两个参数为厂家推荐值，若推荐值不合适，按下列步骤选择最佳条件：)选择一块样品，最初选定一个放电参数（可选厂家推荐值或仪器参数设置范围的中间值），测定每一个分析元素的谱线强度，固定一个参数，逐渐改变另一个参数，每个条件测量分析谱线强度7次：b)固定在第一步中变化的参数，逐渐改变另一个参数，重复第一步的操作。对测定结果进行计算，考察放电参数对强度和相对标准偏差的影响，从而确定最佳放电参数。7.3.1.2射频发生器匹配器的优化射频光源检测样品时，使用被测样品进行匹配器的优化，调节匹配器的参数，使反射功率达到最低。对于自动匹配调节的仪器，一般需设置参数的初始值。初始值与最佳值越接近，自动匹配时间越短。初始值可使用厂家推荐值，还可按下述方法优化初始值。对被测样品进行深度分析，观察匹配参数山线。如果曲线初始端呈上升状态，则增大该参数的初始值，反之，则减小。当参数曲线的初始端基本呈平稳的直线时，为合适的初始值。7.3.1.3检测系统的优化选择不同类型的涂镀层样品，在设定的光源参数下进行分析，观察各种元素在检测器中的输出信号强度。调整检测器的高压，使最低质量分数的元素能有足够的灵敏度，同时保证最高质量分数的元素在检测器的检出限上限（饱和范围内）。对于配置高动态检测器的辉光放电发射光谱仪，仪器自动根据元素谱线的强度调节检测器的负高压。7.3.1.4调整放电参数对于不同类型的涂镀层样品，进行一次完整的逐层分析，在辉光放电环境中！射足够长的时间以保证完全进人基体材料。观察发射强度与戏射时间的关系，确保放电参数的设置能够实现稳定的戏射过程。不稳定的溅射过程可能与样品表面过热有关，应考虑使用合适的冷却方式。如果放电过程不稳定，则适当调节放电参数后再次分析镀层样品，如有必要，重复该过程直到获得稳定的放电状态。7.3.1.5优化溅射束斑形状必要时选择一种标准样品，溅射深度为5m15m,用合适的表面轮廓仪测量溅射束班的形貌。在此过程中，重复微调放电参数，直至得到底部平直的束斑形状。7.3.2设置直流辉光放电参数直流辉光光谱仪有3个可控放电参数：电流、电压和气压，可以通过调节其中一个参数来实现其他两个参数的恒定。现有直流辉光光谱仪一般采取调节气压恒定电流、电压模式。使用者也可以采用其