GB/T 20975.15-2020 铝及铝合金化学分析方法 第15部分：硼含量的测定

　　ICS 77 . 120 . 10 H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20975. 15—2020代替 GB/T 20975 . 15—2008

　　铝及铝合金化学分析方法第 15 部分：硼含量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisofaluminium andaluminium alloys—

　　part15：Determinationofboroncontent

　　2020-1 1-19 发布 2021-10-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 20975 . 15—2020

　　前 言

　　GB/T 20975《铝及铝合金化学分析方法》分为 37 部分：

　　— 第 1 部分：汞含量的测定;

　　— 第 2 部分：砷含量的测定;

　　— 第 3 部分：铜含量的测定;

　　— 第 4 部分：铁含量的测定;

　　— 第 5 部分：硅含量的测定;

　　— 第 6 部分：镉含量的测定;

　　— 第 7 部分：锰含量的测定;

　　— 第 8 部分：锌含量的测定;

　　— 第 9 部分：锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 10 部分：锡含量的测定;

　　— 第 11 部分：铅含量的测定;

　　— 第 12 部分：钛含量的测定;

　　— 第 13 部分：钒含量的测定;

　　— 第 14 部分：镍含量的测定;

　　— 第 15 部分：硼含量的测定;

　　— 第 16 部分：镁含量的测定;

　　— 第 17 部分：锶含量的测定;

　　— 第 18 部分：铬含量的测定;

　　— 第 19 部分：锆含量的测定;

　　— 第 20 部分：镓含量的测定 丁基罗丹明 B分光光度法;

　　— 第 21 部分：钙含量的测定;

　　— 第 22 部分：铍含量的测定;

　　— 第 23 部分：锑含量的测定;

　　— 第 24 部分：稀土总含量的测定;

　　— 第 25 部分：元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 26 部分：碳含量的测定 红外吸收法;

　　— 第 27 部分：铈、镧、钪含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 28 部分：钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 29 部分：钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 30 部分：氢含量的测定 加热提取热导法;

　　— 第 31 部分：磷含量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 32 部分：铋含量的测定;

　　— 第 33 部分：钾含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 34 部分：钠含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 35 部分：钨含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 36 部分：银含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 37 部分：铌含量的测定。

　　GB/T 20975 . 15—2020

　　本部分为 GB/T 20975 的第 15 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 20975 . 15—2008《铝及铝合金化学分析方法 第 15 部分：硼含量的测定》。 与GB/T 20975 . 15—2008 相比，除编辑性修改外，主要技术变化如下：

　　— 增加了标准使用安全警示;

　　— 增加了“规范性引用文件”(见第 2 章);

　　— 增加了“术语和定义”(见第 3 章);

　　— 修改了“离子选择电极法”为“氢氟酸溶样-离子选择电极法”(见第 4 章，2008 年版的方法 一离子选择电极法);

　　— 删除“胭脂红分光光度法”(见 2008 年版的方法二 胭脂红分光光度法);

　　— 修改了氢氟酸溶样-离子选择电极法的精密度(见 4 . 7 , 2008 年版的第 8 章);

　　— 增加了“混合酸溶样-离子选择电极法”(见第 5 章);

　　— 增加了“试验报告”(见第 6 章)。

　　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：中铝郑州有色金属研究院有限公司、有色金属技术经济研究院、东北轻合金有限责任公司、中铝矿业有限公司、河北四通新型金属材料股份有限公司、贵州省分析测试研究院、中铝山西新材料有限公司、河南豫辉金属制品有限公司。

　　本部分主要起草人：石磊、沈乐、席欢、刘静、李家华、彭展、周兵、赵卫涛、麴大方、赵亚斐、李果果、郝跃鹏、陈辉辉、仓向辉、韩再旭、王雪、李伟。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 6987 . 27—2001 ;

　　—GB/T 20975 . 15—2008 。

　　GB/T 20975 . 15—2020

　　铝及铝合金化学分析方法第 15 部分：硼含量的测定

　　警示 — 使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。 本部分并未指出所有可能的安全问题 。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1 范围

　　GB/T 20975 的本部分规定了氢氟酸溶样-离子选择电极法和混合酸溶样-离子选择电极法测定铝及铝合金中硼含量。

　　本部分适用于铝及铝合金中硼含量的仲裁测定。氢氟酸溶样-离子选择电极法测定范围：0.001 0%~ 5.00%;混合酸溶样-离子选择电极法测定范围：>5.00%~11.50%。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8005 . 2 铝及铝合金术语 第 2 部分：化学分析

　　GB/T 8170—2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 术语和定义

　　GB/T 8005 . 2 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 氢氟酸溶样-离子选择电极法

　　4 . 1 方法提要

　　试料用氢氟酸和过氧化氢溶解，硼转化为氟硼酸根离子，用氢氧化钠溶液调节试液 pH 为 5~6,用

　　氟硼酸根离子选择电极测定氟硼酸根离子的电位值，以此测定硼含量。 铜质量分数与铁质量分数之和

　　大于 10%时干扰测定，用乙二胺四乙酸二钠络合消除。

　　4 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。

　　4.2. 1 纯铝(狑Al≥99.99% ,狑B≤0.000 5%)。

　　4.2.2 氢氟酸(ρ= 1.14 g/mL)。

　　4.2.3 过氧化氢(ρ= 1.10 g/mL)。

　　4.2.4 乙二胺四乙酸二钠(Na2 EDTA)溶液(100 g/L)。

　　4.2.5 氢氧化钠溶液(200 g/L) ,贮于聚乙烯瓶中。

　　4.2.6 硼标准溶液 A：称取 0.572 0 g 已于真空干燥器中干燥过的硼酸(优级纯)于 400 mL 烧杯中，加入 200 mL水，微热使其完全溶解。冷却后移入 500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。贮于聚乙烯

　　GB/T 20975 . 15—2020

　　瓶中。此溶液 1 mL含 0.2 mg 硼。

　　4 .2 .7 硼标准溶液 B：移取 50 .00 mL 硼标准溶液 A(4 .2 .6)于 500 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。贮于聚乙烯瓶中(用时现配)。此溶液 l mL含 0.02 mg 硼。

　　4 .2 .8 硼标准溶液 C：移取 25 .00 mL 硼标准溶液 B(4 .2 . 7)于 100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。贮于聚乙烯瓶中(用时现配)。此溶液 l mL含 0.005 mg 硼。

　　4 . 3 仪器

　　4 . 3 . 1 氟硼酸根离子选择电极：使用前应先将电极按使用说明书进行处理，使其活化具有一定的灵敏度。

　　4.3.2 双液接饱和甘汞电极：外套管充注含 3 mol/L氯化钾的 30 g/L琼脂溶液。

　　4 .3 .3 数字式离子计，精度为 0 .1 mV。

　　4 . 3 . 4 电磁搅拌器。

　　4 . 3 . 5 半对数坐标纸。

　　4 . 4 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　4 . 5 分析步骤

　　4 . 5 . 1 试料

　　按表 1 称取质量(m0)的试样(4.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　表 1

　　4 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　4 . 5 . 3 测定

　　4.5.3. 1 将试料(4.5.1)置于 100 mL 聚乙烯烧杯中，加入 20 mL水，按表 l 用聚乙烯刻度管加入氢氟酸(4 . 2 . 2) 。

　　4.5.3.2 在沸水浴中加热溶解，滴加过氧化氢(4.2.3)至试料完全溶解，继续加热 2 min。取下冷却，加入 5 mL 乙二胺四乙酸二钠溶液(4.2.4) ,摇匀。用氢氧化钠溶液(4.2.5)调节溶液 pH 5~pH 6(用精密pH 试纸检查)，冷至室温。移入 50 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　4 . 5 . 3 . 3 将试液全部倒入原聚乙烯烧杯中，置于电磁搅拌器上，插入氟硼酸根离子选择电极和双液接饱和甘汞电极，恒速搅拌，用数字式离子计(4 . 3 . 3)测量平衡电位，平衡电位系指电极电位的变化每分钟不大于 0.2 mV。测量过程中，应保持温度一致。从工作曲线上查得硼量(m1)。试液的制备和测量应与工作曲线的绘制同步进行。

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　　4 . 5 . 4 工作曲线的绘制

　　4 . 5 . 4 . 1 根据试料中硼的质量分数，系列标准溶液的制备分为以下 3 种：

　　a) 硼质量分数为 0. 001%~0. 010%时：移取 1. 00 mL、2. 00 mL、4. 00 mL、6. 00 mL、8. 00 mL、 10.00 mL硼标准溶液 C(4.2.8)于 6 个预先称有 0.50 g 纯铝(4.2.1)的 100 mL 聚乙烯烧杯中，加入 20 mL水，加入 5.0 mL氢氟酸(4.2.2) ,以下按 4.5.3.2 与试料同步进行。

　　b) 硼质量分数为>0.010%~0. 10%时：移取 1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6. 00 mL、8. 00 mL、 10.00 mL硼标准溶液 B(4.2.7)于 6 个预先称有 0.20 g 纯铝(4.2.1)的 100 mL 聚乙烯烧杯中，加入 20 mL水，加入 4.0 mL氢氟酸(4.2.2) ,以下按 4.5.3.2 与试料同步进行。

　　c) 硼质量分数为>0. 10% ~5. 00%时：移取 0. 50 mL、1. 00 mL、2. 00 mL、4. 00 mL、6. 00 mL、 8.00 mL、10.00 mL 硼标准溶液 A(4.2.6)于 7 个预先称有 0.10 g 纯铝(4.2.1)的 100 mL 聚乙烯烧杯中，加入 20 mL水，加入 3.0 mL氢氟酸(4.2.2) ,以下按 4.5.3.2 与试料同步进行。

　　4 . 5 . 4 . 2 将系列标准溶液全部倒入原聚乙烯烧杯中，按氟硼酸根离子浓度增高的顺序，置于电磁搅拌器上，插入氟硼酸根离子选择电极和双液接饱和甘汞电极，恒速搅拌，用数字式离子计(4 . 3 . 3)测量平衡电位 。 以硼量为横坐标，电位值为纵坐标，在半对数坐标纸(4 . 3 . 5)上绘制工作曲线。

　　4 . 6 试验数据处理

　　硼含量以硼质量分数 ∞B 计，按式(1)计算：

　　……………………( 1 )

　　式中：

　　m1 — 自工作曲线上查得试液的硼量，单位为毫克(mg) ;

　　m0 — 试料的质量，单位为克(g)。

　　硼质量分数 ≥1.00%时，计算结果表示到小数点后两位;硼质量分数<1.00%时，计算结果保留两

　　位有效数字。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　4 . 7 精密度

　　4 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两个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

　　插法或外延法求得。

　　表 2

　　4 . 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 3 数据采用线性

　　内插法或者外延法求得。

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　　表 3

　　5 混合酸溶样-离子选择电极法

　　5 . 1 方法提要

　　试料用盐酸、硝酸和硫酸-磷酸混合酸溶解，用氢氟酸氟化使试料中硼转化为氟硼酸根离子，用氢氧

　　化钠溶液调节试液 pH 5~pH 6,用氟硼酸根离子选择电极测定氟硼酸根离子的电位值，以此测定硼

　　含量。

　　5 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室三级水。

　　5 . 2 . 1 氯化钾，优级纯。

　　5 . 2 . 2 琼脂 。

　　5.2.3 氢氟酸(ρ= 1.14 g/mL)。

　　5.2.4 磷酸(ρ= 1.69 g/mL)。

　　5 . 2 . 5 硝酸( 1+1 ) 。

　　5 . 2 . 6 盐酸( 1+1 ) 。

　　5 . 2 . 7 硫酸( 1+1 ) 。

　　5.2.8 氢氧化钠溶液(200 g/L) ,贮于聚乙烯瓶中。

　　5 .2 .9 硫酸-磷酸混合溶液：于 100 mL容量瓶中，加入 25 mL 磷酸(5 .2 .4)及 25 mL 硫酸(5 .2 .7) ,加水至约 90 mL,混匀，冷却，用水稀释至刻度，混匀。

　　5.2. 10 硼标准贮存溶液：称取 2.859 7 g 已于真空干燥器中干燥过的硼酸(优级纯)于 400 mL烧杯中，加 200 mL水，微热使其完全溶解，冷却至室温，移入 500 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，贮于聚乙烯瓶中。此溶液 1 mL含 1 mg 硼。

　　5 .2 . 1 1 硼标准溶液 D：移取 20 .00 mL 硼标准贮存溶液(5 .2 .10)于 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，贮于聚乙烯瓶中。此溶液 1 mL含 0.2 mg 硼。

　　5 .2 . 12 硼标准溶液 E：移取 15 .00 mL 硼标准贮存溶液(5 .2 .10)于 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，贮于聚乙烯瓶中。此溶液 1 mL含 0.15 mg 硼。

　　5 .2 . 13 硼标准溶液 F：移取 10 .00 mL 硼标准贮存溶液(5 .2 .10)于 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀，贮于聚乙烯瓶中。此溶液 1 mL含 0.1 mg 硼。

　　5 . 3 仪器

　　5 . 3 . 1 氟硼酸根离子选择电极：使用前应先将电极按使用说明书进行处理，使其活化具有一定的灵敏度。

　　5.3.2 双液接饱和甘汞电极：外套管充注含 3 mol/L氯化钾的 30 g/L琼脂溶液。

　　5 .3 .3 数字式离子计，精度为 0 .1 mV。

　　5 . 3 . 4 电磁搅拌器。

　　5 . 3 . 5 半对数坐标纸。

　　GB/T 20975 . 15—2020

　　5 . 4 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　5 . 5 分析步骤

　　5 . 5 . 1 试料

　　称取质量(犿2)为 0.20 g 的试样(5.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　5 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　5 . 5 . 3 测定

　　5.5.3. 1 将试料(5.5.1)置于 250 mL石英烧杯中，加入 10 mL 硝酸(5.2.5)和 10 mL 盐酸(5.2.6) ,待剧烈反应停止后，加入 25 mL硫酸(5.2.7)和 25 mL磷酸(5.2.4),缓慢加热蒸发至刚冒轻微硫酸烟，冷却，加入约 20 mL水，摇匀，继续冷却，移入 100 mL 容量瓶(犞1)中，加水至约 90 mL,摇匀，冷却至室温，用水稀释至刻度，混匀。

　　5 .5 .3 .2 移取 10 . 00 mL 试液(犞2) 于 100 mL 聚乙烯烧杯中，加水至 20 mL,用聚乙烯刻度管加入

　　1.0 mL氢氟酸(5.2.3) ,摇匀，置于沸水浴中氟化 5 min,取下冷却，加入 15 mL 氢氧化钠溶液(5.2.8) ,加水至约 80 mL,在电磁搅拌下用氢氧化钠溶液(5.2.8)中和至溶液 pH 5~pH 6(用精密 pH 试纸检查)，冷却至室温，移入 100 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

　　5 .5 .3 .3 将试液全部倒入 100 mL 干聚乙烯烧杯中，置于电磁搅拌器上，插入氟硼酸根离子选择电极和双液接饱和甘汞电极，恒速搅拌，用数字式离子计(5 . 3 . 3)测量平衡电位，平衡电位系指电极电位的变化每分钟不大于 0.2 mV。测量过程中，应保持温度一致。从工作曲线上查得硼量(犿3)。试液的制备和测量应与工作曲线的绘制同步进行。

　　5 . 5 . 4 工作曲线的绘制

　　5 .5 .4 . 1 移取 10 .00 mL硫酸-磷酸混合溶液(5 .2 .9 )于 4 个 100 mL 聚乙烯烧杯中，分别加入 5 .00 mL、 10 . 00 mL 硼 标 准 溶 液 F( 5 . 2 . 13) 和 10 . 00 mL 硼 标 准 溶 液 E ( 5 . 2 . 12) 及 10 . 00 mL 硼 标 准 溶 液 D(5.2.11) ,加水至 20 mL,用聚乙烯刻度管加入 1 mL氢氟酸(5.2.3) ,以下按 5.5.3.2 进行。

　　5.5.4.2 立即将系列标准溶液全部倒入 100 mL 干聚乙烯烧杯中，按氟硼酸根离子浓度增高的顺序，置于电磁搅拌器上，插入氟硼酸根离子电极和双液接饱和甘汞电极，恒速搅拌，用数字式离子计(5 . 3 . 3)测量平衡电位，以硼量为横坐标，电位值为纵坐标，在半对数坐标纸(5 . 3 . 5)上绘制工作曲线。

　　5 . 6 试验数据处理

　　硼含量以硼的质量分数 狑B 计，按式(2)计算：

　　狑 ……………………( 2 )

　　式中：

　　犿3 — 自工作曲线上查得试液的硼量，单位为毫克(mg) ;

　　犞1 — 试液总体积，单位为毫升(mL) ;

　　犿2 — 试料的质量，单位为克(g) ;

　　犞2 — 分取试液体积，单位为毫升(mL)。

　　GB/T 20975 . 15—2020

　　计算结果表示到小数点后两位。 数值修约执行 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 。

　　5 . 7 精密度

　　5 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两个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

　　插法或外延法求得。

　　表 4

　　5 . 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

　　内插法或者外延法求得。

　　表 5

　　6 试验报告

　　试验报告应包括下列内容：

　　a) 本部分编号、名称及所用的方法;

　　b) 关于识别样品、实验室、分析日期、报告日期等所有的必要的信息;

　　c) 以适当的形式表达试验结果;

　　d) 试验过程中出现的异常现象;

　　e) 审核、批准等人员的签名。