TSCS 000022-2024 钼合金痕量元素分析辉光放电质谱法

ICSH10/19CCS71.040.40团 体 标 准T/SCS000022—2024钼合金痕量元素分析辉光放电质谱法Molybdenumalloys–Analysisoftraceelements–Glowdischargemassspectrometrymethod2024-08-27发布 2024-09-27实施上海市硅酸盐学会  发布T/SCS000022T/SCS000022—2024PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANII目 次前言 II范围 1规范性引用文件 1术语和定义 1原理 1仪器设备 1试剂和材料 1样品预处理 2分析步骤 3检出限 5测量结果 6重复性限和再现性限 6测试报告 6附录A（资料性） 同位素选择及干扰 7附录B（资料性） 用于质量校正的离子及其质荷比 8前 言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由本文件由上海市硅酸盐学会提出并归口。T/SCS000022T/SCS000022—2024PAGEPAGE5钼合金痕量元素分析辉光放电质谱法警示——范围本文件规定了采用辉光放电质谱（GD-MS）法测量钼合金中杂质元素的测试方法。本文件适用于钼合金中元素测试种类及各元素同位素选择见附录A.1，各元素测试范围为0.1ng/g～0.1%。通过合适的标准样品校正，也可以测量质量分数大于0.1%的杂质元素含量。规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T33236-2016GB/T42518-2023锗酸铋（BGO）术语和定义GB/T33236-2016界定的术语和定义适用于本文件。原理在GD-MS仪器的放电池中，样品作为阴极。在放电池中导入氩气，在阴极和阳极间施加电压，产（等离子体仪器设备辉光放电质谱仪应符合GB/T42518-2023的要求，仪器运行环境应满足仪器说明书的要求。仪器要求有液氮制冷或半导体冷却。超声波清洗器用于样品和操作工具的清洗。制样设备切割机、压片机、抛光机等设备，满足能将样品加工成仪器测试要求的样品。试剂和材料去离子水符合GB/T6682规定的分析实验室用水一级水的要求。硝酸ρ=l.42g／mL，光谱纯。氢氟酸ρ=1.14g／mL，光谱纯。异丙醇ρ=0.784g／mL，光谱纯。钽纯度不低于99.999%。铟纯度不低于99.9999%。氩气纯度不低于99.999%。氮气纯度不低于99.999%。铜丝纯度不低于99.9%，直径1mm～3mm。金丝纯度不低于99.9%，直径1mm～3mm。样品预处理样品加工20mm～40mm的圆形测量面，或者将其切割成截面20mm～30mm2mm～3mm的片状样品，并将一面抛光。2mm～3mm20mm的针状样品。对于小块样品，将钽片（6.5）2mm～3mm20mm，一面敞开的钽槽，将小块样品填装入钽槽，制成针状样品。对于粉末或颗粒状样品，可以将样品铺在表面干净的钽片（6.5）上，用一片大小合适的铟片（6.6）覆盖样品，然后在铟片上再放一片钽片，用手按压，就能将样品压在铟片上，制成片状样品。3mm～5mm20mm的铟棒，然后将样品粉末滚覆在铟棒表面。样品清洗7.1c）将样品置于烧杯中，加去离子水（6.1）浸没样品，将烧杯置于超声波清洗器中，超声清洗至5min，然后用镊子将样品取出，放入盛硝酸（6.2）（1+9）5min～10min。用镊子将样品取出，以去离子水（6.1）3遍后，放入盛氢氟酸（6.3）（1+4）的聚四氟5min～10min。用镊子将样品取出，以去离子水（6.1）5遍后，放入盛异丙醇（6.4）的烧杯中，超声清5min。用镊子将样品取出，晾干，或氮气（6.8）吹干。注：清洗后的样品应尽快测量。如果样品清洗后在空气中放置超过4小时，建议重新清洗。分析步骤仪器准备质量校正88小时的情况（如氩、（如坦（如铟峰形和质量分辨率的检查（6.9）（6.10）20mm（可重复使用的离子强度足够高，在中分辨模式条件下质量分辨率不低于3500。检测器交叉校正如果质谱仪配备了一个以上的检测器，则需要进行检测离子计数效率的交叉校正。样品装载将预处理好的样品（7.2）按仪器制造商提供的操作手册装入样品夹具中，并导入仪器。如需液氮冷却离子源时，通入液氮。当离子源室的气压达到仪器操作手册规定的压力可开始测量。分析程序设定（放电参数和同位素的选择（）都应在相同条件下进行测量。工作模式直流离子源可以在不同模式下工作，包括：电流恒定，通过调节放电气体压力来调节电压；电压恒定，通过调节放电气体压力来调节电流。选择工作模式，调整气压以得到所期望的电流和电压，或者调整电压以得到所期望的电流和气压。对于可以根据设定条件自动调节的仪器，应遵循仪器使用说明书进行操作。注：对有射频辉光放电源的仪器，在测量导电性较差的样品时，可以采用射频辉光放电源。放电参数离子流的优化当放电条件确定后，应优化离子流，以确保可得到满意的离子强度。可选择98Mo+作为观察对象，调整电压和电流，直到获得所需的信号强度。同位素选择通常对在放电气体Ar中的一种金属M+和ArAr2+和Ar3+M和Ar结合形成的多原子离子，如MAr+和MAr2+复杂的离子相对越少。2 CO+CO+HO+ArC+ArO+、ArCO+、ArH+、MO+和MH+2 附录A中，表A.2列出了部分干扰示例。预溅射制样方式；试样的组成；需测定的元素；分析所需的灵敏度。注：对深度分析，一般不做预溅射。8.2.1 离子流强度的测量预溅射后，对所有选定同位素进行离子流强度的测量。需要分别测量峰的强度Ip（峰的积分面积）III=I-Ib（83.1注：通常仪器所带软件能自动给出本底强度，需要时操作人员也可以人工确定本底强度以代替软件自动计算值。数据分析测量数据处理数据分析通常由仪器所带软件自动完成。元素质量分数的计算通常如下进行：对于测量的每一个同位素，根据所用离子检测器，进行积分时间和或离子计数效率的校正。根据同位素丰度进行校正，以给出相应元素的离子强度。RIB，按公式（1）计算。这一比值就是相应元素相对于基体元素的质量分数的估计。B�=��/�M 1)式中：�IB�——样品中元素i的离子强度与基体元素的离子强度之比；Ii ——i（A；IM ——（A。oX。注：对于离子强度，有的软件也可能采用离子计数率（cps）为单位。（RSF）（8.3.2）用相对灵敏度因子测量利用有证标准物质（CertifiedReferenceMaterials,CRMs）测量的RSF可以实现定量分析。对于一个标准样品，其中的元素含量是已知的，当待测元素i的离子强度比测定后，RSF可用式（2）计算。S�=��,sB(�,s) 1)式中：�RS� ——iRSF；�,s ——i（/g；��(�s)——i当相对灵敏度因子确定后，就可以用式（3）计算未知样中待测元素的浓度（质量分数。��=��(�)×���..…..………………(2)式中：�� ——i（μ/g；B�)——i�RS�——用钼合金标准样品测得的元素i的RSF。注：如果缺少标准样品，也能用经过其他可靠方法测定的样品用于计算RSF。半定量分析“标准RSF”仪器所带软件中有一个RSF数据库，这个RSF数据库中的RSF值即称为的“标准RSF”。由于使用GD-MS用校正曲线测量用n≥3w和I（4�=�+��(4)式中：a——直线截距；b——直线斜率。i，只要在相同条件下测量其离子强度I，就可以根据校正曲线计算出其质量分数wi。注：如果缺少标准样品，也可用经过其他可靠方法测定的样品用于获得校正曲线。检出限对于除基体（Mo、X）以外的元素，在没有干扰的情况下，检出限用下述方法之一确定。方法1：Ip，本底强度平均值Ib和本底强度的标准偏差σb，则检出限LD按公式（5）计算：D=3���/��−��) (5)式中：i——i（/；σ——（A；I——（A；I——A。方法2：0.pg，11σ，LD如式（6）计算：�D=3�� (6)式中：b——校正工作曲线（8.1.9.4）的斜率。测量结果33次计算结果的平均值。当按低于检出限报告结果时，应注明检出限。重复性限和再现性限对同一样品的测量，重复性条件下和再现性条件下的允许相对偏差见表1。表1 测量结果的相对偏差允许值浓度（质量分数）范围 重复性条件下的允许相对偏差μg/g %再现性条件下的允许相对偏差％>1001520100~120301~0.130500.1~0.01501000.01~0.001100150测试报告测试报告至少应包括下述内容：样品信息；使用的仪器型号；使用的辅助导电材料（适用时）；使用的标准样品（适用时）；使用的放电气体及其纯度；基体离子强度；使用半定量分析；元素及其含量。附 录 A（资料性）同位素选择及干扰A.1 辉光放电质谱法测钼合金中痕量元素种类及同位素选择对于高分辨GD-MS，元素的不同同位素的峰通常是可以分开的。对于存在同位素的元素，需要选是否有干扰的存在时，也可以选择测量多个同位素，采用干扰最少的、最合理的峰用于结果计算。表A.1是钼合金中痕量元素测定时的通常选择的同位素，表A.2是一些常见的必须注意的干扰。A.1辉光放电质谱法测钼合金中痕量元素种类及同位素选择元素同位素元素同位素元素同位素Ag107Hf178Rh103Al27Hg202Ru102As75Ho165S32Au197I127Sb121B10，11In115Sc45Ba137Ir193Se78Be9K39Si28Bi209La139Sm152Br79Li7Sn118Ca44Lu175Sr88Cd111Mg24Ta181Ce140Mn55Tb159Cl35Na23Te128Co59Nb93Th232Cr52Nd142Ti48Cs133Ni58Tl205Cu63Os192Tm169Dy164P31U238Er166Pb208V51Eu151，153Pd105W182，184F19Pm145Y89Fe56Pr141Yb174Ga69Pt195Zn64Gd158Rb85Zr90Ge74Re185，187A.2辉光放电质谱法测钼合金中痕量元素时存在的干扰示例同位素干扰19F+38Ar2+32S+16O16O+39K+38Ar1H+44Ca+12C16O16O+48Ti+96Mo2+52Cr+40Ar12C+56Fe+40Ar16O+75As+，+77Se+，79Br+ArArH+93Nb+92MoH+102Ru+100MoH2+107Ag+95MoC+111Cd+95MoO+115In+98MoOH+138Ba+98MoAr+140Ce+100MoAr+142Nd+MoO3+192Os+MoMo+附 录 B（资料性）用于质量校正的离子及其质荷比B.1 用于质量校正的离子及其质荷比对GD-MS仪器，需要针对磁场