ICP-AES法测定钴铬烤瓷合金中钨、钼、铁、钌、镓、镉、铍、镍的含量*

王 津，熊晓燕

广东省工业分析检测中心，广东 广州 510650

钴铬烤瓷合金是牙科最常用的一种材料，主要用于镶牙、补牙、种牙，制作颅面部骨折的夹板和螺钉,种牙弓丝和托槽、牙科手术及治疗器械等.由于镍铬烤瓷合金具有一定的致敏性，而贵金属烤瓷修复体及全瓷修复体价格昂贵，因此钴铬烤瓷合金在我国临床上的应用越来越广泛.

国内外对钴铬烤瓷合金的物理性能及口腔临床应用都有广泛的研究[1-8]，但钴铬烤瓷合金中钨、钼、镍、铁、镓、铬、铍、钌含量的测定并无统一的行业标准或国家标准.钴基合金中铬、镍、铍、镉含量的测定已有报道[9-10]，钴铬钼合金中锰、铁、钼、钨的测定方法也有报道[11]，其分解样品的方法是硝酸+氢氟酸或者硝酸+盐酸+磷酸+硫酸，此法并不能完全溶解现有的各类钴铬烤瓷合金；另一方面，采用上述方法测定时需基体匹配，这对化学组分含量波动较大的钴铬烤瓷合金来说，操作很不方便.本文介绍了用王水+氢氟酸、微波消解法溶解样品后，直接采用电感耦合等离子体发射光谱法测定钴铬烤瓷合金中钨、钼、镍、铁、镓、铬、铍、钌含量的方法，其中钨质量分数的测定范围为1.00%～8.00%，钼质量分数的测定范围为0.10%～8.00%，铁、镍质量分数的测定范围为0.005%～1.00%，镓、镉、铍、钌质量分数的测定范围为0.005%～0.10%.该方法解决了磷酸溶解样品带来的磷酸抑制问题，以及基体匹配需要先测定不同样品中不同含量钴和铬而带来的不便.采用本方法可测定钴铬烤瓷合金中各元素的含量，并且快速、简便、准确度高.

1 试验部分

1.1 仪器及工作条件

法国JY公司的ULTIMA-2型 ICP-AES光谱仪.该仪器工作条件：耐氢氟酸雾化装置，射频功率1.0 kW，冷却气流量14 L/min，护套气流量0.2 L/min，载气流量0.8m L/min，试液提升量1.0 L/min，入射狭缝20 μm，出射狭缝15 μm，积分时间3 s，读数3次，轴向观测.

美国CEM公司的Mars6型微波消解仪.该仪器工作条件：第一程为100℃，5 min；第二程为150℃，5 min；第三程为200℃，20 min.100 mL高压消解罐(1000W).

1.2 试 剂

盐酸(ρ=1.19 g/mL),硝酸(ρ=1.42 g/mL),氢氟酸(ρ=1.15 g/mL),王水(3体积盐酸+1体积硝酸),100.0 μg/mL待测元素混合标准贮存溶液.

1.3 试验方法

1.3.1 试样制备

按照表1 称取试料(精确至0.0001 g)置于消解罐内胆中，加入9 mL王水和2 mL氢氟酸，装入高压消解罐中，再放入微波消解仪.在200℃加热20 min，取下冷却.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试料量及试液体积

Table1Quantityandvolumeofsample

元 素试料量m/g质量分数w/%试液总体积V/mL稀释倍数W,Mo0.10≤1.001001>1.001001∶10Fe,Ni0.20≤0.2001001>0.2002501Ga,Cd,Be,Ru0.200.005～0.101001

1.3.2 校准曲线的绘制

分别移取0，0.10，0.50，1.00，2.00，5.00，10.00 mL混合标准溶液于一组100 mL塑料容量瓶中，均加入9 mL王水和2 mL氢氟酸，再用水稀释至刻度，混匀.在电感耦合等离子体原子发射光谱仪上，于选定的分析谱线处，测量标准系列溶液中钨、钼、铁、钌、镓、镉、铍、镍的发射强度.然后分别以被测元素的质量浓度为横坐标，发射强度为纵坐标，绘制工作曲线.经测定计算，标准曲线的斜率均大于0.99995，满足测定的要求.

2 试验结果与讨论

2.1 样品前处理方法的选择

由于钴铬烤瓷合金具有优良的物理性能及稳定的化学性能，一般的化学分解方法并不能将样品完全溶解.本试验选择5个不同含量的钴铬烤瓷合金样品，分别加入王水、王水+氢氟酸、王水+硫酸+磷酸，再用电炉加热.结果显示，只有一个样品通过王水+硫酸+磷酸、电炉加热的方法可以溶解.取上述同样5个样品，分别加入王水、王水+氢氟酸，再用微波消解仪溶解样品.结果显示，采用王水+氢氟酸、微波消解的方法可将所有样品溶解，而只加王水不加氢氟酸的样品均不能被完全溶解.因此，选择王水+氢氟酸、微波消解的方法进行样品溶解.

2.2 氢氟酸浓度的选择

按照试验方法，分别在样品中加入不同量的氢氟酸，考察氢氟酸用量对样品分解的影响.试验结果显示，在样品质量为0.2 g，其他条件不变的条件下，氢氟酸用量少于1 mL时，样品不能被完全溶解.因此，选择氢氟酸的加入量为2 mL.

2.3 分析谱线的选择

考虑到钴铬基体与钼、钨等各元素之间的相互干扰因素，选择无干扰的灵敏分析线，现将推荐的各元素分析谱线列于表2.

表2 分析谱线

2.4 基体钴、铬对所测元素的影响

按照试验方法，分别配制不同浓度的钴和铬基体溶液并进行测定，以考察钴和铬基体对所测元素在所选波长处的干扰情况.由于样品中钴最高质量分数为70%，铬最高质量分数为30%，因此按照试验方法的最大称样量，分别配制含钴1.4 mg/mL、铬0.6 mg/mL的溶液，并在所选择的条件下测定各杂质元素.试验结果列于表3.由表3可知，钴、铬基体对W，Mo等8种所测元素无影响.

表3 钴、铬基体干扰试验结果

2.5 酸度影响

按照试验方法，在3个100 mL容量瓶中分别加入6，9，11 mL王水，再加入5 mL混合标准溶液，在选定的条件下测定各元素的浓度值.试验结果显示，以上几种酸度对测定结果没有影响.

2.6 杂质元素之间的相互影响

按照试验方法，在100 mL容量瓶中加入W，Mo等8种杂质元素，其中钨质量浓度为80 μg/mL，其余杂质元素质量浓度为10 μg/mL ，然后用ICP-AES测定其在W，Mo等8种杂质元素所选波长处的干扰质量浓度值.测量结果表明，各杂质元素的干扰质量浓度均小于0.02 μg/mL.这说明在选定的条件下，各杂质元素间没有干扰.

2.7 方法准确度及加标回收率

为验证该方法的准确度，进行了加标回收率试验.由于没有合适的钴铬含量低的样品，因此采用标准溶液配制一个合成样品.按照试验方法的最大称样量，配制含钴1.4 mg/mL、铬0.6 mg/mL的溶液.对配制的试液分取3份，分别加入不同含量的待测元素标准溶液，再加入9 mL王水和2 mL氢氟酸，定容后进行测定，试验结果列于表4.由表4可知，该方法的加标回收率在98.0%～102.0%之间， 准确度较高.

表4 加标回收率

2.8 样品分析及精密度试验

按照试验方法对2个钴铬烤瓷合金样品进行测定，平行测定5次，同时将测定结果与参考值(分光光度法及原子吸收光谱法测定的平均值)进行对比，测量结果列于表5.由表5可知，本法的相对标准偏差在1.04%～3.23%之间，精密度较高.

表5 试样测定结果

3 结 论

用王水+氢氟酸、微波消解的方法将样品溶解后，再用ICP-AES可直接测定烤瓷合金中钨、钼、铁、钌、镓、镉、铍、镍的含量.在选定的条件下，钴、铬基体对所测元素无影响，各杂质元素间也没有干扰.本方法的加标回收率在98.0%～102.0%之间，相对标准偏差在1.04%～3.23%之间.本法能够满足快速、准确测定钴铬烤瓷合金中多种元素的需要.