溶样方式对ICP-AES法测定CuNiSiCr合金中铬硅含量的影响

孙爱俊，刘璞，李学浩

（1.镇江四洋特种金属材料制造有限公司，江苏镇江 212003； 2.钢研纳克检测技术有限公司上海分公司，上海 200231）

溶样方式对ICP-AES法测定CuNiSiCr合金中铬硅含量的影响

孙爱俊1，刘璞2，李学浩1

（1.镇江四洋特种金属材料制造有限公司，江苏镇江 212003； 2.钢研纳克检测技术有限公司上海分公司，上海 200231）

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测试CuNiSiCr铜合金中Cr，Si成分时测定结果偏低，分析发现该现象不是熔炼过程中元素吸收不完全或样品熔炼烧损造成的，而是溶样方式不恰当造成的。将Cr，Si元素分开溶样，在溶解Cr元素时加入氢氟酸挥发Si元素，消除Si元素对Cr元素分析的影响，测试结果接近配料成分的实际含量。

CuNiSiCr铜合金；ICP-AES；溶样方式；铬；硅

铜合金中合金元素的成分分析国内均采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）法［1-5］，该法可进行多元素同时测定，分析操作较简便。采用ICP-AES法测试CuNiSiCr铜合金成分时，发现Cr元素测定值偏低，或Cr，Si元素的测定值均偏低。将Cr元素的配料成分含量提高0.05%，测试结果基本不变。

委托多家检测机构采用多种分析方法进行试验，对测定结果相关数据及溶样方式进行对比，从而发现了ICP-AES法测定CuNiSiCr铜合金中Cr，Si含量偏低的原因。该研究可为含Cr，Si元素的合金采用ICP-AES法分析提供参考。

1 出现的问题

CuNiSiCr是一种高强高导铜合金，其中Cr配方含量为0.50%。委托到某检测机构1做化学分析，采用ICP-AES法［6］测得Cr元素含量为0.23%～0.33%，测定结果显著偏低。究其原因，初步判断是熔炼时Cr元素吸收不完全或Cr元素损失严重；将Cr元素的配料成分含量由0.50%提高到0.55%，Cr元素含量测定结果仍然在0.30%～0.38%范围内，并且Si元素的分析结果也偏低。将同批试样又分别委托到检测机构2和检测机构3，同样采用ICP-AES法进行测定，3个检测机构测定结果相近，均表现为Cr元素值远低于配料成分含量，Si元素值也偏低。合金配料成分及测定结果见表1。

表1 配料成分及测定结果

2 多种分析方法测定结果对比

将同一试样同一位置取下来的样品分别委托多家机构采用多种方法进行分析，配料成分和测定结果见表2。

表2 不同分析方法测定结果

由表2中数据可知，采用化学分析方法［7-8］、光电发射光谱法［3］与X射线荧光光谱法［9］测试出的Cr，Si成分含量与配比相近，说明CuNiSiCr合金中Cr，Si元素真实含量与配料成分含量基本一致，问题不在于元素吸收不完全或元素烧损严重，而是与ICP-AES分析方法有关。

3 溶样方式分析

光电发射光谱法与X射线荧光光谱法进行元素成分分析时试样为块状，不需要溶液溶样，传统的化学分析方法是溶解一份样品分析一种元素，而ICP-AES法通常溶解一份样品可对多种合金元素进行同时分析。

表3列出了GB／T 5121中Cr，Si元素（含量在0.5%左右）的几种溶样方式。Cr元素分析的火焰原子吸收光谱法、滴定法、ICP-AES法3种方法中，溶样均采用混酸加热至沸腾或蒸发至冒烟，否则造成Cr元素的溶解不充分。火焰原子吸收光谱法和滴定法测试Cr元素成分时，在溶解过程中均加入氢氟酸和混酸加热冒烟，这样可以使含Si元素试样中的Si以四氟化硅的形式挥发掉，从而消除Si元素的干扰。溶液透明不浑浊时表示溶解完全。

采用钼蓝分光光度法测试Si元素含量需在温水浴中溶解试样，ICP-AES法测试Si元素含量要求加热温度不超过60℃，二者都是防止Si以四氟化硅的形式挥发造成损失；而重量法则是采用硫酸和氢氟酸处理使Si生成四氟化硅挥发除去，根据除Si前后的质量差计算Si的含量。

在测试铜合金中含有Si元素的Cr元素时，采用盐酸-硝酸混酸始终不能完全溶解，需滴加氢氟酸并冒烟挥发［10］；用ICP-AES法测定合金中高含量硅时，则存在样品溶解干扰问题，待测元素硅含量较高，而硝酸和盐酸只能溶解少部分酸溶性硅，全部硅需用氢氟酸溶解，氢氟酸溶解硅的温度不能太高，否则易形成氟硅酸盐挥发［11］。同时测试CuNiSiCr合金中Cr，Si元素含量，若采取一份溶液溶样，温度超过60℃则造成Si元素分析值偏低，温度过低则造成Cr元素溶解不充分，无法同时满足Cr，Si全部溶解的要求。因此，采用ICP-AES法进行元素成分分析时，为了使Cr，Si元素溶解充分又不产生元素损失，最好Cr，Si分样溶解，并在溶解Cr元素时加入氢氟酸以挥发Si元素，消除Si元素对Cr元素分析的影响。将合金试样分样溶解后，按照GB／T 5121.27方法，采用ICP-AES法测试，结果列于表4。由表4可知，Cr，Si元素的测定结果都有很大程度的提高，已基本同配料成分含量一致。

表4 分别溶样后分析结果 %

4 结语

ICP-AES法同时分析铜合金中Cr，Si元素的含量，会因溶样过程中Cr溶解不充分和Si元素挥发散失而导致该两种元素分析值偏低，将Cr，Si元素分别溶样，在溶解Cr元素时加入氢氟酸挥发Si元素，以消除Si元素对Cr元素分析的影响，Cr，Si测定结果均接近配料成分含量。

［1］邱德仁.原子光谱分析［M］.上海：复旦大学出版社，2002.

［2］曹宏燕.冶金材料分析技术与应用［M］.北京：冶金工业出版社，2008.

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［5］孙福民，伊佳林，张兴梅.铜合金的ICP光谱分析［J］.化学工程师，2001(3): 38-39.

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［9］YS／T 483-2005 铜及铜合金分析方法 X射线荧光光谱法（波长色散型）［S］.

［10］刘洁，房书梅，张建忠，等. ICP-AES法测定铜合金中的Co、Cr、Zr元素含量［J］.河北冶金，2011(11): 62-63.

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雾霾含有毒物质20多种 雾霾天应加强自我保健

雾霾中含有对人体有害的细颗粒、有毒物质达20多种，包括酸、碱、盐、胺、酚，以及尘埃、花粉、螨虫、流感病毒、结核杆菌、肺炎球菌等，其含量是普通大气水滴的几十倍。

人长时间处于雾天中，可引起气管炎、喉炎、肺炎、哮喘、鼻炎、眼结膜炎及过敏性疾病等，对幼儿、青少年的生长发育和体质均有一定的影响。另外，抵抗力较差的糖尿病患者在雾霾天极有可能出现肺部及气管感染而加重病情。

“PM2.5对人体的危害相对于其它颗粒物更大一些”，环境工程专家侯立安指出，PM2.5具有粒径小、比表面积大、活性强，还有易附带有毒有害物质等特点，因此它对人体的危害更大，可以通过鼻腔进入肺里面，而且在肺泡里，假如被溶解，就会进入到血液中，使人产生心血管疾病、呼吸道疾病、心脏病、肺癌、肺气肿等。

国外已有研究证实，PM2.5浓度每增加10 μg／m3，肺癌死亡率增加15%～27%。浙江大学医学院附属第二医院对近年来确诊的肺癌患者进行了分析研究，肺癌主要有鳞癌和腺癌两种，鳞癌的发生更多与吸烟相关，近年来的发生率已从原来的50%～60%下降到30%～40%；而与空气中污染物有关的腺癌的发生率却远远多于鳞癌。

在雾霾天尽可能不要外出，而且千万别开窗通风。需要外出的话，最好采取一些防护措施，比如戴具有防护功能的特别是对PM2.5有一定阻隔作用的口罩等。雾天外出归来应立即清洗面部及裸露的肌肤，由于雾天日照少、光线弱、气压低，有些人在雾天会产生精神懒散、情绪低落的现象。建议保持科学的生活规律，调节情绪，避免过度劳累，多饮水，注意饮食清淡，少食刺激性食物，多吃些豆腐、牛奶等食品。

(中国分析计量网)

Influence of Dissolving Method on Test of Chromium and Silicon in CuNiSiCr Alloy by ICP-AES

Sun Aijun1, Liu Pu2, Li Xuehao1
（1. Zhenjiang Siyang Special Metal Material Manufacture Co., Ltd., Zhenjiang 212003, China；2. NCS Testing Technology Co., Ltd., Shanghai Branch, Shanghai 200231, China)

The content of Cr and Si in CuNiSiCr copper alloy were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry and lower results were obtained, which was confirmed not to due to incomplete melting or burning, but sample dissolution method. By separating sample dissolution of Cr and Si element, adding hydrofluoric acid to volatile Si element while Cr dissolving, and the effects of Si on Cr analysis was eliminated. By this way, the results were close to compounding ingredients.

CuNiSiCr copper alloy; ICP-AES; dissolving method; chromium; silicon

O652

A

1008-6145(2015)02-0082-03

10.3969／j.issn.1008-6145.2015.02.024

联系人：李学浩；E-mail: lxh4402916@163.com

2015-01-26