GB/T 13747.25-2017 锆及锆合金化学分析方法 第25部分：铌量的测定 5-Br-PADAP分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　ICS 77 . 120 . 99 H 63

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 13747 . 25—2017

　　锆及锆合金化学分析方法

　　第 25 部分：铌量的测定

　　5-Br-PADAP分光光度法和电感耦合

　　等离子体原子发射光谱法

　　Methodsforchemicalanalysisofzirconium andzirconium alloys—

　　Part25：Determinationofniobium content—

　　2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-diethylam inophenolspectrophotometryand

　　inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometry

　　2017-09-29 发布 2018-04-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 13747 . 25—20 17

　　前 言

　　GB/T 13747《锆及锆合金化学分析方法》拟分为 27 部分：

　　— 第 1 部分：锡量的测定 碘酸钾滴定法和苯基荧光酮-聚乙二醇辛基苯基醚分光光度法;

　　— 第 2 部分：铁量的测定 1,10-二氮杂菲分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 3 部分：镍量的测定 丁二酮肟分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 4 部分：铬量的测定 二苯卡巴肼分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 5 部分：铝量的测定 铬天青 S-氯化十四烷基吡啶分光光度法;

　　— 第 6 部分：铜量的测定 2,9-二甲基-1,10-二氮杂菲分光光度法;

　　— 第 7 部分：锰量的测定 高碘酸钾分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 8 部分：钴量的测定 亚硝基 R盐分光光度法;

　　— 第 9 部分：镁量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 10 部分：钨量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 11 部分：钼量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 12 部分：硅量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 13 部分：铅量的测定 极谱法;

　　— 第 14 部分：铀量的测定 极谱法;

　　— 第 15 部分：硼量的测定 姜黄素分光光度法;

　　— 第 16 部分：氯量的测定 氯化银浊度法和离子选择性电极法;

　　— 第 17 部分：镉量的测定 极谱法;

　　— 第 18 部分：钒量的测定 苯甲酰苯基羟胺分光光度法;

　　— 第 19 部分：钛量的测定 二安替比林甲烷分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 20 部分：铪量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 21 部分：氢量的测定 惰气熔融红外吸收法/热导法;

　　— 第 22 部分：氧量和氮量的测定 惰气熔融红外吸收法/热导法;

　　— 第 23 部分：氮量的测定 蒸馏分离-奈斯勒试剂分光光度法;

　　— 第 24 部分：碳量的测定 高频燃烧红外吸收法;

　　— 第 25 部分：铌量的测定 5-Br-PADAP分光光度法和电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 26 部分：合金及杂质元素的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 27 部分：痕量杂质元素的测定 电感耦合等离子体质谱法。

　　本部分为 GB/T 13747 的第 25 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分由中国有色金属工业协会提出。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：西部金属材料股份有限公司、西北有色金属研究院、国标(北京)检验认证有限公司、宝钛集团有限公司、广东省工业分析检测中心、西部新锆核材料科技有限公司。

　　本部分主要起草人：李佗、杨军红、李娟、杨平平、禄妮、李甜、侯川、雷小燕、白焕焕、张天姣、王津、惠泊宁。

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　　锆及锆合金化学分析方法

　　第 25 部分：铌量的测定

　　5-Br-PADAP分光光度法和电感耦合

　　等离子体原子发射光谱法

　　1 范围

　　GB/T 13747 的本部分规定了锆及锆合金中铌含量的测定方法。

　　本部分适用于海绵锆、锆及锆合金中铌含量的测定。 方法一测定范围：0 . 20%~3.00%;方法二测定范围：0 . 050%~3.00%。方法二为仲裁分析方法。

　　2 方法 一 5-Br-PADAP分光光度法

　　2 . 1 方法提要

　　试料用硫酸、硫酸铵溶解，在酒石酸和 EDTA 的存在下，在酸性介质中铌与 5-Br-PADAP 生成有色络合物，于分光光度计波长 610 nm处测量其吸光度。

　　2 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和实验室二级水。

　　2 . 2 . 1 硫酸铵 。

　　2.2.2 硫酸(ρ= 1.84 g/mL)。

　　2.2.3 酒石酸溶液(240 g/L)。

　　2.2.4 酒石酸溶液(60 g/L)。

　　2.2.5 氨水 (1+1)。

　　2.2.6 硫酸 (1+19)。

　　2.2.7 乙二胺四乙酸二钠(EDTA)溶液(20 g/L)。

　　2.2.8 5-Br-PADAP[2-(5-Br-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基苯酚]乙醇溶液(0.3 g/L)。

　　2.2.9 锆基体溶液：称取 0. 10 g 金属锆(狑Zr≥99. 95%) 于 100 mL烧杯中，加入 1.0 g 硫酸铵(2.2. 1) , 2.0 mL 硫酸(2 . 2 . 2),加热溶解，冷却后，移入 200 mL 容量瓶中，冷却至室温，以水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 0.5 mg锆。

　　2 . 2 . 10 铌标准贮存溶液：称取 0 . 715 3 g 五氧化二铌(狑Nb205≥99. 95%) 于铂坩埚中，加入 10 g 焦硫酸钾，于喷灯上加热熔融至溶解完全，冷却，用热的酒石酸溶液(100 g/L)浸出熔块，置于 500 mL烧杯中，在不断搅拌下加热使溶液澄清，冷却，移入 500 mL 容量瓶中，以酒石酸溶液(100 g/L)稀释至刻度，混匀 。此溶液 1 mL含 1 . 0 mg铌。

　　2 . 2 . 1 1 铌标准溶液：移取 10 . 00 mL 铌标准贮存溶液(2 . 2 . 10) 于 1 000 mL 容量瓶中，以酒石酸溶液(2.2.4) 稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 10 μg铌。

　　2.2. 12 对硝基酚溶液(1 g/L)。

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　　2 . 3 仪器

　　分光光度计。

　　2 . 4 试样

　　2 . 4 . 1 取样

　　锆及锆合金的取样应按照已颁布的相应标准方法进行。

　　2 . 4 . 2 试样处理

　　将试样剪成长度不大于 5 mm 的碎屑，以四氯化碳清洗，干燥。

　　2 . 5 分析步骤

　　2 . 5 . 1 试料

　　按表 1 称取试样(2 . 4),精确至 0 . 1 mg。

　　表 1 称样量

　　2 . 5 . 2 测定次数

　　平行测定两次，取平均值。

　　2 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。

　　2 . 5 . 4 测定

　　2.5.4. 1 将试料(2.5.1)置于 100 mL烧杯中，加入 1.0 g硫酸铵(2.2.1) , 2 mL硫酸(2.2.2), 加热使试料溶解，冷却。 加入约 30 mL水，混匀，冷却。 移入已加入 50 mL 酒石酸溶液(2 . 2 . 3) 的 200 mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。

　　2.5.4.2 分取 5.00 mL溶液(2.5.4.1) 于 50 mL容量瓶中，加入 1.0 mL酒石酸溶液(2.2.4), 混匀。

　　2 . 5 . 4 . 3 滴加 1 滴对硝基酚溶液(2 . 2 . 12),滴加氨水(2 . 2 . 5)至溶液恰变为黄色，再滴加硫酸(2 . 2 . 6) 至溶液黄色恰好消失。

　　2.5.4.4 加入 2 mL EDTA溶液(2.2.7)、3.0 mL硫酸(2.2.6), 加水至约 40 mL, 准确加入 5.0 mL 5-Br- PADAP 乙醇溶液(2 . 2 . 8),用水稀释至刻度，混匀。

　　2 . 5 . 4 . 5 将容量瓶置于沸水浴中加热 10 min,取出，流水冷却。

　　2 . 5 . 4 . 6 将部分溶液移入 1 cm 吸收皿中，以随同试料的空白溶液为参比，于分光光度计波长 610 nm 处测量其吸光度，从工作曲线上查得相应的铌量。

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　　2 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　2.5.5. 1 移取 0 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL铌标准溶液(2.2.11)分别置于一组50 mL容量瓶中，依次补加 6.0 mL、5.5 mL、5.0 mL、4.0 mL、3.0 mL、2.0 mL酒石酸溶液(2.2.4), 各加入与分取试液中锆含量相当的锆基体溶液(2 . 2 . 9),混匀。 以下按 2 . 5 . 4 . 3~2 . 5 . 4 . 5 进行。

　　2 . 5 . 5 . 2 将部分溶液移入 1 cm 吸收皿中，以标准系列中零浓度溶液为参比，于分光光度计波长 610 nm处测量其吸光度，以铌量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。

　　2 . 6 结果的计算

　　铌量以铌的质量分数 ∞Nb计，按式(1)计算：

　　式中：

　　m1 —从工作曲线上查得的铌量，单位为微克(μg) ;

　　V0 —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m0 —试料的质量，单位为克(g) ;

　　V1 —分取试液体积，单位为毫升(mL)。

　　计算结果保留至小数点后两位。

　　2 . 7 精密度

　　2 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5%。重复性限(r)按表 2 数据采用线性内插法求得。

　　表 2 重复性限

　　2 . 7 . 2 允许差

　　实验室之间分析结果的差值应不大于表 3 所列允许差。

　　表 3 允许差

　　3 方法二 电感耦合等离子体原子发射光谱法

　　3 . 1 方法提要

　　试料以硝酸和氢氟酸溶解，用电感耦合等离子体原子发射光谱法进行测定，按工作曲线法计算铌的

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　　质量浓度，以质量分数表示测定结果。

　　3 . 2 试剂与材料

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为优级纯的试剂和实验室二级水。

　　3.2. 1 硝酸 (ρ= 1.42 g/mL)。

　　3.2.2 氢氟酸 (ρ=约 1.16 g/mL)。

　　3.2.3 氢氟酸(1+1)。

　　3.2.4 铌标准贮存溶液：称取 1.000 0 g纯铌(狑Nb≥99.95%) 于 100 mL 聚乙烯烧杯中，加入 10 mL 氢氟酸(3 . 2 . 3),滴加 2 mL硝酸(3 . 2 . 1),缓慢加热至完全溶解，冷却，移入 1 000 mL 聚乙烯容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液 1 mL含 1 . 0 mg铌。

　　3 . 2 . 5 铌标准溶液：移取 10 . 00 mL铌标准贮存溶液(3 . 2 . 4) 于 100 mL 聚乙烯容量瓶中，加入 5 mL 氢氟酸(3 . 2 . 3)和 1 mL硝酸(3 . 2 . 1),用水稀释至刻度并摇匀。 此溶液 1 mL含 100 μg铌。

　　3.2.6 金属锆(狑Zr≥99.95%)。

　　3.2.7 氩气(体积分数 ≥99.99%)。

　　3 . 3 仪器

　　电感耦合等离子体原子发射光谱仪，具备耐氢氟酸雾化器系统。

　　3 . 4 试样

　　海绵锆、锆及锆合金试样加工成屑状。

　　3 . 5 分析步骤

　　3 . 5 . 1 试料

　　称取 0.200 g试样(3.4), 精确至 0.1 mg。

　　3 . 5 . 2 测定次数

　　独立地进行两次测定，取其平均值。

　　3 . 5 . 3 空白试验

　　称取与试料等量的金属锆(3 . 2 . 6),随同试料做空白试验。

　　3 . 5 . 4 分析试液的制备

　　将试料(3 . 5 . 1) 置于 200 mL 聚乙烯烧杯中，加入 2 mL 氢氟酸(3 . 2 . 3) 溶解试样，待试样溶解完全后，加入 3 mL硝酸(3 . 2 . 1)分解碳化物，移入 100 mL 聚乙烯容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 5 工作曲线溶液的配制

　　3 . 5 . 5 . 1 称取 0 . 200 g纯锆若干份于 200 mL 聚乙烯烧杯中，按照 3 . 5 . 4 处理，制备基体溶液。

　　3 . 5 . 5 . 2 铌的质量分数 ≤0 . 50%时，取 5 份基体溶液于 5 个 100 mL 聚乙烯容量瓶中，分别加入 0 mL、 1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.00 mL铌标准溶液(3.2.5), 用水稀释至刻度，混匀。

　　3 . 5 . 5 . 3 铌的质量分数 >0 . 50%, 取 5 份基体溶液于 5 个 100 mL 聚乙烯容量瓶中，分别加入 0 mL、 1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL铌标准贮存溶液(3.2.4), 用水稀释至刻度，混匀。

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　　3 . 5 . 6 测定

　　3.5.6. 1 推荐分析线：309.41 nm、316.34 nm。

　　3 . 5 . 6 . 2 于电感耦合等离子发射光谱仪，在选定的波长处，测定工作曲线溶液(3 . 5 . 5),当工作曲线线性r≥0.999 时，进行分析试液(3 . 5 . 4)的测定，检查元素谱线的背景并在适当的位置进行校正，由计算机自动给出铌元素的质量浓度。

　　3 . 6 分析结果的计算

　　铌量以铌的质量分数 ∞Nb计，按式(2)计算：

　　式中：

　　ρ1 —试样溶液的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　ρ0 —空白溶液的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL) ;

　　V —试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m —试料的质量，单位为克(g)。

　　当计算结果小于 0 . 10%时，保留两位有效数字;当计算结果大于或等于 0 . 10%时，保留至小数点后两位。

　　3 . 7 精密度

　　3 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过重复性限(r)，超过重复性限(r)的情况不超过 5%。重复性限(r)按表 4 数据采用线性内插法求得。

　　表 4 重复性限

　　3 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两次独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果的绝对差值不超过再现性限(R)，超过再现性限(R)的情况不超过 5%。再现性限(R)按表 5 数据采用线性内插法求得。

　　表 5 再现性限

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　　4 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　— 试样;

　　— 使用的标准(包括发布或出版年号);

　　— 使用的方法;

　　— 分析结果及其表示;

　　— 与基本分析步骤的差异;

　　— 测定中观察到的异常现象;

　　— 试验日期。