СССР
Государственный стандарт от 01 января 1990 года № ГОСТ 27981.3-88

ГОСТ 27981.3-88 Медь высокой чистоты. Метод эмиссионно-спектрального анализа с фотоэлектрической регистрацией спектра (не действует на территории РФ)

Принят
Государственным комитетом СССР по стандартам
22 декабря 1988 года
Разработан
Министерством цветной металлургии СССР
01 января 1990 года
    ГОСТ 27981.3-88
    Группа В59
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    МЕДЬ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ
    Метод эмиссионно-спектрального анализа с фотоэлектрической регистрацией спектра
    Copper of high purity. Method of emission-spectral analysis
    with photoelectric registration of spectrum
    ОКСТУ 1709
    Срок действия с 01.01.1990
    до 01.01.2000*

    _______________________________
    * Ограничение срока действия снято
    по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета
    по стандартизации, метрологии и сертификации
    (ИУС N 11, 1995 год). - Примечание изготовителя базы данных.


    ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
    1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР
    ИСПОЛНИТЕЛИ:
    Б.М.Рогов, Э.Н.Гадзалов, И.И.Лебедь, А.Б.Коротин, Г.В.Осипова, В.В.Подшивалов, В.И.Петровичева
    2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 22.12.88 N 4443.
    3.Срок первой проверки - 1994 г.
    Периодичность проверки - 5 лет
    4.ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
    5.ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
    Обозначение НТД, на который дана ссылка Номер раздела, приложения
    ГОСТ 123-78 Приложение 1
    ГОСТ 334-73 Разд.2
    ГОСТ 849-70 Приложение 1
    ГОСТ 859-78 Приложение 1
    ГОСТ 860-75 Приложение 1
    ГОСТ 1277-75 Приложение 1
    ГОСТ 1467-75 Приложение 1
    ГОСТ 1770-74 Приложение 1
    ГОСТ 3778-72 Приложение 1
    ГОСТ 4236-77 Приложение 1
    ГОСТ 3640-79 Приложение 1
    ГОСТ 8655-75 Приложение 1
    ГОСТ 4328-77 Приложение 1
    ГОСТ 4461-77 Pазд.2, приложение 1
    ГОСТ 5072-79 Разд.2
    ГОСТ 5556-81 Разд.2
    ГОСТ 5817-77 Приложение 1
    ГОСТ 5905-77 Приложение 1
    ГОСТ 6008-82 Приложение I
    ГОСТ 6709-72 Разд.2
    ГОСТ 6836-77 Приложение 1
    ГОСТ 9147-80 Разд.2, приложение 1
    ГОСТ 10928-75 Приложение 1
    ГОСТ 11125-84 Разд.2, приложение 1
    ГОСТ 18300-87 Разд.2, приложение 1
    ГОСТ 19908-80 Разд.2, приложение 1
    ГОСТ 20292-74 Приложение 1
    ГОСТ 20298-74 Разд.2, приложение 1
    ГОСТ 22180-76 Приложение 1
    ГОСТ 24104-88 Разд.2, приложение 1
    ГОСТ 25336-82 Разд.2, приложение 1
    ГОСТ 27981.0-88 1.1

    Настоящий стандарт устанавливает эмиссионно-спектральный метод определения примесей в меди высокой чистоты в диапазонах массовых долей ·10:
    висмута 0,10-5
    железа 2-25
    кадмия 0,30-5
    кобальта 0,10-10
    кремния 1-20
    марганца 0,10-10
    мышьяка 0,40-10
    никеля 0,60-20
    олова 0,20-10
    свинца 0,10-20
    селена 0,80-20
    серебра 0,30-25
    сурьмы 0,70-20
    теллура 0,50-10
    фосфора 2-25
    хрома 0,40-20
    цинка 0,60-20

    Метод основан на измерении интенсивностей спектральных линий определяемых элементов на дифракционном спектрометре типа МФС-6, МФС-8. Спектр излучения возбуждается дугой постоянного тока между подставным графитовым электродом и таблеткой оксида меди, полученной путем растворения пробы в азотной кислоте и термическом разложении солей.
    якорь
    1.ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
    1.1.Общие требования к методу анализа и требования безопасности при выполнении анализов по ГОСТ 27981.0.
    1.2.Массовую долю примесей определяют параллельно в двух навесках.
    якорь
    2.АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ
    Дифракционный спектрометр типа МФС-6, МФС-8.
    Генератор УГЭ-4 или любой другой источник постоянного тока с устройством для высокочастотного поджигания дуги, реостатом и амперметром, обеспечивающим напряжение 200-400 В и силу тока до 12 А. Электропечь сопротивления камерная лабораторная любого типа, позволяющая регулировать температуру нагрева до 900 °С.
    Электрошкаф сушильный лабораторный.
    Станок для заточки графитовых и металлических электродов, например, модель КП-35 или другого типа.
    Пресс-форма из легированной стали (например, ХВГ) с пуансоном диаметром 4-6 мм, высотой 50-80 мм.
    Весы лабораторные электронные 4-го класса точности типа ВЛЭ-1 кг или торсионные ВТ-1000 класса точности 4.
    Электроды-подставки графитовые, электрододержатели медные, водоохлаждаемые, обеспечивающие теплоотвод для предотвращения полного расплава королька при силе тока 10 А (черт.1).
    якорь
    Черт.1. Электродержатели
    Электрододержатели

    1 - штуцер для входа охлаждающей воды; 2 - штуцер для выхода охлаждающей воды.
    Черт.1
    Электроды графитовые из спектральных углей марки ОСЧ или С-3 в виде прутков со штифтообразной заточкой с площадкой диаметром 3 мм (черт.2).
    якорь
    Черт.2. Электроды графитовые из спектральных углей марки ОСЧ или С-3 в виде прутков со штифтообразной заточкой с площадкой диаметром 3 мм

    1 - графитовый электрод-подставка; 2 - таблетка пробы или стандартного образца; 3 - графитовый электрод; 4 - капля расплава
    а - до экспонирования; б - при анодной полярности таблетки; в - при катодной полярности таблетки.
    Черт.2
    Весы аналитические лабораторные любого типа 2-го класса точности с погрешностью взвешивания по ГОСТ 24104*.

    _______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 24104-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных


    Весы технические любого типа с погрешностью взвешивания по прилагаемому паспорту.
    Весы торсионные любого типа с погрешностью взвешивания по прилагаемому паспорту.
    Ступка агатовая с пестиком, или чаша фарфоровая глазурованная с медным пестиком.
    Пинцет медицинский.
    Магнит.
    Секундомер по ГОСТ 5072 или часы сигнальные.
    Твердомер ТШ-2 или пресс, обеспечивающий получение усилия 1-1,5 тс.
    Установка для перегонки азотной кислоты любого типа.
    Установка для двойной перегонки воды типа ВС или другого типа.
    Стаканчики для взвешивания по ГОСТ 25336.
    Банки пластмассовые с крышками.
    Чаши из кварцевого стекла по ГОСТ 19908* или чаши фарфоровые по ГОСТ 9147.

    ______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 19908-90, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.


    Вата медицинская гигроскопическая по ГОСТ 5556.
    Бумага масштабно-координатная по ГОСТ 334 марки ЛН.
    Вода дистиллированная по ГОСТ 6709, или бидистиллированная.
    Вода деионизированная, полученная пропусканием дистиллированной воды через ионообменную колонку с катионитом, например, марки КУ-2-8, или вода бидистиллированная.
    Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125, или кислота азотная по ГОСТ 4461 (перегнанная в установке) и разбавленная 1:1, 2:1.
    Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300.
    Катионит марки КУ-2-8 по ГОСТ 20298.
    Стандартные образцы состава меди.
    якорь
    3.ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ
    3.1.Приготовление стандартных образцов для градуировки приведено в приложении 1.
    3.2.Перед выполнением анализа протирают спиртом ступку, пресс-форму, чаши и пинцет. Расход спирта на одно определение 10 г. После сжигания каждой пробы протирают спиртом и электрододержатели.
    От пробы отбирают две навески массой по 5-10 г. Навески помещают в выпарительные чаши, приливают азотной кислоты, разбавленной 1:1, из расчета 8-10 см кислоты на 1 г пробы и растворяют при нагревании.
    Полученные растворы выпаривают досуха, чаши с сухими солями помещают в печь, прокаливают при температуре (600±50) °С в течение 30 мин с момента прекращения выделения оксидов азота. Полученный оксид меди растирают в ступке. От оксидных порошков отбирают по три навески массой 0,500 г из каждой исходной навески и прессуют в таблетки.
    Допускается изменение массы таблетки от 0,300 до 1,000 г с целью достижения требуемых нижних границ содержаний определяемых элементов.
    Образцы в виде оксидных порошков также прессуют в таблетки. Масса таблеток образцов для градуировки и анализируемой пробы должна быть одинакова.
    Подготовленные к анализу таблетки хранят в бюксах, пластмассовых или полиэтиленовых банках с завинчивающимися крышками.
    якорь
    4.ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА
    4.1.Таблетки проб помещают на графитовые электроды-подставки. Торцевую часть электродов для удаления поверхностных загрязнений прокаливают в дуге постоянного тока в течение 20 с при силе тока 6-10 А, используя электрод-подставку в качестве анода дуги (см. черт.2). Для верхних электродов применяют графитовые стержни марки ОСЧ или предварительно обожженные стержни марки С-3.
    4.2.Анализ проводят в два этапа: при анодной и катодной полярности таблетки.
    4.2.1.На первом этапе определяют массовые доли легколетучих примесей: кадмия, селена, мышьяка, теллура, свинца, висмута, фосфора, сурьмы, цинка, олова. Предварительно проводят обжиг таблетки, используя графитовую подставку с помещенной на нее таблеткой в качестве анода. Для этого сначала зажигают дугу постоянного тока между верхним электродом и подставкой. Лишь после сплавления части таблетки анодное пятно дуги переходит на образовавшийся расплав (королек) оксидов. Этот переход может быть ускорен тем, что после зажигания выключают и включают ток до тех пор, пока дуга не перейдет на расплав. Продолжительность обжига с момента перехода дуги на расплав - 5 с.
    По окончании обжига начинают аналитическую экспозицию продолжительностью 40 с в абсолютном режиме.
    Первоначально установленный межэлектродный промежуток периодически корректируют в течение всей экспозиции по увеличенному изображению дуги на экране специальной короткофокусной проекционной системы, перемещая электрододержатели.
    Регистрацию спектров проводят при ширине входной щели 0,035 мм, освещении входной щели растровым конденсором, разрядном промежутке 30 мм, силе тока дуги 10 А, времени экспозиции 40 с.
    4.2.2.На втором этапе определяют массовые доли труднолетучих примесей: железа, марганца, никеля, серебра, кобальта, кремния, хрома.
    Образующийся на первом этапе анализа королек помещают на свежезаточенную графитовую подставку и проводят его обжиг в течение 5 с, используя графитовую подставку в качестве катода.
    Регистрацию спектров проводят при разрядном промежутке 3 мм, силе тока дуги 5 А, времени экспозиции 20-30 с в абсолютном или относительном режимах, используя в качестве сигнала сравнения сигнал, измеренный в канале спектрально неразложенного света.
    Допускается проводить второй этап, не снимая королек с подставки по окончании первого этапа, изменив полярность электрода с пробой и силу тока дуги.
    4.3.Для каждой таблетки регистрируют показания выходного измерительного прибора (), пропорциональные интенсивности спектральной линии определяемого элемента при длине волны, приведенной в табл.1.
    Таблица 1
    Определяемый элемент Длина волны, нм
    Висмут 306,772
    Железо 302,107
    Кадмий 214,441
    Кобальт 345,351
    Кремний 251,611
    Марганец 279,480
    Мышьяк 234,984
    Никель 341,477
    Олово 286,332
    Свинец 283,307
    Селен 203,980
    Серебро 338,289
    Сурьма 231,147
    Теллур 238,325
    Фосфор 253,561
    Хром 357,868
    Цинк 334,502

    Примечания:
    1.Допускается применение других условий проведения анализа и других аналитических линий, обеспечивающих получение метрологических характеристик в соответствии с требованиями настоящего стандарта.
    2.Допускается определение магния в анализируемой пробе.
    4.4.Построение градуировочных графиков
    Для построения градуировочных графиков и установления градуировочных зависимостей используют стандартные образцы для градуировки, приготовленные согласно приложению 1, или стандартные образцы состава меди любой категории. Количество образцов - не менее четырех, массовые доли определяемых элементов в стандартных образцах состава должны охватывать пределы диапазона измерений.
    По пп.4.1 и 4.2 получают спектры от трех таблеток каждого образца и окиси меди (для учета фона), приготовленной по приложению 1, вычисляют среднюю интенсивность спектральной линии определяемого элемента.
    При работе на установке МФС-6 градуировочные графики строят в координатах ,
    где - интенсивность спектральной линии, показания цифрового милливольтметра;
    - массовая доля определяемого элемента в СО, %.
    С помощью ячеек установка МФС-6 может быть отградуирована согласно инструкции по эксплуатации с получением на цифровом милливольтметре результатов измерения в процентах содержания.
    При работе на установке МФС-8 значения массовой доли элемента в стандартных образцах состава и соответствующие им средние интенсивности спектральных линий вводят в ЭВМ.
    ЭВМ формирует уравнение градуировочной зависимости
    , (1)
    где - массовая доля элемента, %;
    , - коэффициенты регрессии, определяемые методом наименьших квадратов для каждого элемента;
    - интенсивность спектральной линии.
    После установления градуировочной зависимости определяют массовую долю элемента в каждой из трех таблеток и оценивают возможность усреднения по п.5.2. При невыполнении условия п.5.2 измерения повторяют.
    Коррекцию графиков проводят ежемесячно по приложению 2.
    якорь
    5.ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
    5.1.Расчет массовых долей определяемых элементов (в процентах) проводят с помощью градуировочного графика при ручной обработке или по уравнению этого графика при обработке на ЭВМ.
    5.2.Результаты измерений трех таблеток, полученных при анализе одной навески меди, усредняют, если крайние результаты измерений ( и ) отличаются на величину, не большую чем
    , (2)
    где - среднее значение результатов измерений, %;
    , - коэффициенты в соответствии с табл.2.
    Допускается исключать максимально отличающийся от среднего значения результат измерения и использовать средний результат измерений двух таблеток при условии
    . (3)
    Допускается использование комплекта графиков в логарифмическом масштабе в координатах .
    Среднее арифметическое результатов трех (двух) измерений принимают за результат параллельного определения.
    5.3.За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, если расхождение между ними при =0,95 не превышает абсолютного допускаемого расхождения , рассчитанного по формуле
    , (4)
    где - среднее значение результатов двух параллельных определений, %;
    , - коэффициенты в соответствии с табл.2.
    Если расхождение превышает , анализ повторяют из новых навесок той же пробы. В случае повторного расхождения результатов параллельных определений анализируют новую пробу.
    5.4.Воспроизводимость результатов первичного и повторного анализов считают удовлетворительной, если расхождение результатов двух анализов не превышает при =0,95 абсолютного допускаемого расхождения , рассчитанного по формуле
    , (5)
    где - среднее арифметическое результатов двух анализов, %;
    , - коэффициенты в соответствии с табл.2.
    Таблица 2
    Определяемый элемент Коэффициенты
    Висмут 0,0019 -0,31 0,0021 -0,39 0,0015 -0,46
    Железо 0,0057 -0,45 0,0052 -0,43 0,0023 -0,57
    Кадмий 0,0010 -0,50 0,0027 -0,39 0,0013 -0,52
    Кобальт 0,0013 -0,40 0,0011 -0,44 0,0015 -0,46
    Кремний 0,00057 -0,73 0,00031 -0,74 0,00047 -0,74
    Мышьяк 0,00029 -0,64 0,0023 -0,45 0,0009 -0,57
    Никель 0,00084 -0,60 0,0018 -0,44 0,0004 -0,68
    Олово 0,00022 -0,62 0,00035 -0,65 0,0023 -0,45
    Свинец 0,0014 -0,42 0,0024 -0,4 0,0042 -0,37
    Селен 0,0050 -0,43 0,0034 -0,35 0,0006 - 0,66
    Серебро 0,0054 -0,33 0,001 -0,56 0,0042 -0,41
    Сурьма 0,00052 -0,62 0,0045 -0,36 0,00088 -0,61
    Теллур 0,00052 -0,62 0,0013 -0,53 0,0006 -0,63
    Фосфор 0,00015 -0,90 0,0012 -0,52 0,00014 -0,9
    Хром 0,00067 -0,57 0,00013 -0,86 0,00093 -0,57
    Цинк 0,00052 -0,62 0,00091 -0,53 0,0011 -0,58
    Марганец 0,00036 -0,58 0,00029 -0,58 0,00045 -0,58

    5.5.Контроль точности результатов анализа проводят по СО меди любой категории не реже одного раза в месяц путем воспроизведения массовой доли определяемого элемента в СО из двух параллельных определений.
    Среднее арифметическое значение результатов параллельных определений в СО принимают за воспроизведенное значение массовой доли определяемого элемента, если расхождение не превышает , вычисленного по формуле (4).
    Результаты анализа меди считают удовлетворяющими требуемой точности, если воспроизведенное значение массовой доли определяемого элемента отличается от аттестованного не более чем на 0,71, вычисленного по формуле (5).
    Если это условие не выполняется, то проведение анализа прекращают до выяснения и устранения причин, вызвавших наблюдаемое отклонение.
    Допускается проверка точности другими методами, имеющими погрешность, не превышающую погрешность контролируемой методики.
    Результаты анализа меди считают удовлетворяющими требуемой точности, если выполняется условие
    ,
    где - результаты анализа контролируемой и контрольной методик;
    и - допускаемые расхождения двух анализов, регламентированные контролируемой и контрольной методиками.
    якорь