硅钼蓝光度法测定钴基焊丝中的硅含量*

缪亚国，李　颖

(江阴市产品质量监督检验所， 江苏 江阴　214434)



硅钼蓝光度法测定钴基焊丝中的硅含量*

缪亚国，李颖

(江阴市产品质量监督检验所， 江苏 江阴214434)

介绍了试样的处理方法和参比溶液的制备过程以及钴基焊丝中硅含量的测定、试验方法。研究结果表明，此方法在硅含量为0.025%～0.350%范围内具有良好的线性关系；6次独立测试结果的相对标准偏差为1.75%，且方法具有较高的回收率。

钴基焊丝； 硅； 分光光度法； 测定

引言

钴基焊丝主要用于化工设备和各种机械设备磨损部位的堆焊修补。焊丝中元素的成分和含量直接影响材料的各项性能，因此需要对其进行严格的控制[1-2]。而目前相关的行业标准或国家标准中尚无钴基焊丝化学成分的检测方法，且检索发现，关于钴基焊丝的元素分析方面的文献较少[3-5]。

1　试验部分

1.1仪器和试剂

电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司，AL104)；可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司，722S型)；盐酸(江阴化学试剂厂有限公司，优级纯)；硝酸(江阴化学试剂厂有限公司，优级纯)；钼酸铵(天津市大茂化学试剂厂，分析纯)；草酸(天津市凯通化学试剂有限公司，分析纯)；六水合硫酸亚铁铵(上海市四赫维化工有限公司，分析纯)。

1.2试验过程

1.2.1试样处理

称取0.1000 g试样置于150 mL锥形瓶中，用稀王水(盐酸∶硝酸∶水=40∶13∶147)溶解后，冷却稀释至100 mL。分别移取10 mL试液置于两个150 mL锥形瓶中，再分别加入25 mL水。

在室温条件下，按以下方法处理待测液和参比溶液。特别说明的是，每加入一种试剂后都要摇动溶液。

(1)按下列顺序往待测液中加入试剂：

1)5 mL钼酸铵溶液(50 g/L)，静置20 min；

2)10 mL草酸溶液(100 g/L)；

3)立即加入5 mL硫酸亚铁铵溶液(60 g/L的1+100稀硫酸溶液)。

(2)按下列顺序往参比溶液中加入试剂：

1)10 mL草酸溶液(100 g/L)；

2)5 mL钼酸铵溶液(50 g/L)；

3)5 mL硫酸亚铁铵溶液(60 g/L的1+100稀硫酸溶液)。

1.2.2标准溶液的配制与处理

称取0.1000 g纯钴四份，分别加入硅标准溶液(100 μg/mL)0.25，0.5，2.0，3.5 mL，用稀王水溶解，冷却后稀释至100 mL。然后按1.2.1中试样处理过程加入各类试剂。以不加入标准溶液的纯钴作为参比溶液，用2 cm比色皿，在680 nm处测出其吸光度。以硅元素含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

2　结果与讨论

2.1各试剂的作用

试样用稀王水溶解后，硅元素转化为可溶性正硅酸，在微酸性下，加入钼酸铵与硅酸生成黄色的硅钼黄，静置20 min后，可形成硅钼杂多酸。在上述溶液中加入草酸，溶液中H+的浓度可提高至4 mol/L，此时硅钼杂多酸是稳定存在的，而磷和砷杂多酸已被完全破坏，用此方法可消除磷、砷元素对硅元素的影响。另外，加入草酸可络合铁离子，降低了铁元素对硅的影响。在溶液中加入硫酸亚铁铵可将硅钼黄还原为硅钼蓝。

待测液与参比溶液加入试剂的顺序不同，主要是因为在参比溶液中先加入草酸后，可使溶液的酸度远远大于硅与钼酸铵形成硅钼酸铵的所需适宜酸度(H+浓度约为0.2～0.6 mol/L)，此时参比溶液的基体与待测液基本一致，可消除基体颜色不同引起的干扰。

2.2标准曲线的绘制

如图1所示为硅标准溶液含量与吸光度关系图。从图1中可以看出，曲线方程为：y=1.7134x+0.1824，线性相关系数R2为0.9997。说明本方法在硅含量为0.025%～0.350%范围内具有良好的线性关系。

图1　硅标准溶液含量与吸光度关系图

2.3精密度试验

对同一待测试样进行6次平行试验，硅含量的测试结果如表1所示。从表中可以看出，6次独立测试结果的相对标准偏差为1.75%，说明本方法精密度好，满足检测要求。

表1　精密度试验结果

2.4回收率试验

称取3份0.1000 g钴基焊丝试样，分别加入硅标准溶液(50 μg/mL)0，0.5，3.0 mL，用(1+3)稀王水溶解后，冷却稀释至100 mL。按1.2.1所述试样处理方式对稀释液进行处理后，按1.2.2中的仪器条件对各溶液进行检测，结果如表2所示。从试验结果可以看出，在线性范围内，本方法具有很好的回收率。

表2　回收率试验结果

3　结束语

(1)采用稀王水溶解样品，通过加入钼酸铵、草酸、硫酸亚铁铵等试剂，可以将钴基焊丝中的硅元素转化为硅钼蓝，并消除试样中磷、砷、铁等元素的干扰。

(2)通过调整参比溶液的试剂加入顺序，破坏了参比溶液中硅与钼酸铵形成硅钼酸铵的所需适宜酸度，使参比溶液的基体与待测液基本一致，消除了基体颜色不同引起的干扰。

(3)本方法在硅含量为0.025%～0.350%范围内具有良好的线性关系，且该方法的精密度、准确度和回收率较好，可用于钴基焊丝中硅元素的日常检测。

(4)采用硅钼蓝光度法测定钴基焊丝中的硅含量，操作周期短，检测成本低，准确性好，可用于实际样品的分析。

[1]金蓓华. 钴基合金的堆焊[J].江西能源, 2004,(2):27—29.

[2]马鸣, 李宜男, 李春光. 钴基耐磨硬质合金焊条电弧焊堆焊国产化试验研究[J].电焊机, 2010, 40(2):132—135.

[3]付二红. 高温合金化学成分分析方法标准问题分析及建议[J].航空标准化与质量, 2015, (5):6—10.

[4]刘淑君, 刘卫, 吴丽琨, 等. 微波消解—ICP-AES法测定钴基高温合金中的稀土成分[J]. 矿产综合利用，2013,(5):47—49.

[5]刘文虎, 姜秀玉. ICP-AES法测定钴基高温合金中铌、钽、锆、钼、铝、钛、镧的研究[J].材料工程, 2002,(9):40—43.

2016-03-30

缪亚国(1976—)，男，工程师。电话：13506160022；E-mail：fengxiumei@jqt-cn.com

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