CN101344485A - Tft基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法，其测定依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包含实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除，建立方法的线性关系情况、检出限情况和准确性情况，其中实验条件包括仪器选择、酸度选择、分析谱线选择，样品处理包括试样处理、空白试液、测量，工作曲线绘制包括标准系列溶液的配置、绘制工作曲线，干扰及消除包含化学、物理及光谱干扰、背景扣除，建立被测各元素相关系数、工作曲线线性关系，对空白样品进行连续10次测定，根据公式得到该方法的检出限，对同一个TFT基板玻璃样品重复测定10次，进行精密度实验，最后对样品进行加标回收实验。

Description

TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法

技术领域

本发明属于金属测试分析技术领域，特别涉及到一种TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法。

背景技术

TFT基板玻璃是一种应用在薄膜电晶体液晶显示器，即TFT-LCD上的商业用基板玻璃，随着电子业、数字化电子的飞速发展，对TFT基板的需求越来越多。目前我国已成为TFT显示产品的重要生产基地，但到现在为止，我国还没有一家与之配套的TFT基板玻璃生产企业。

TFT基板玻璃是一种与一般的钠钙硅浮法玻璃完全不同的一种新品种，它蕴涵着玻璃行业的顶尖技术，TFT基板玻璃是通过加入Zr、Sr、Ba等不同元素、不同配比来调节玻璃的一些物化性能，使其适合TFT-LCD的要求，满足TFT-LCD加工过程中的任何性能要求。这就需要对TFT基板玻璃中各元素能够进行准确测定。目前国内还没有生产TFT玻璃的厂家，也没有测试TFT玻璃的标准，没有测试TFT基板玻璃的方法。

TFT基板玻璃组分中元素种类较多，各元素在分析测试中互相干扰，分析较为困难。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法，通过选择分析谱线、处理样品方法和消除干扰因素等实验，建立了利用全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪同时测定TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆的百分含量，分析一个TFT基板玻璃样品可在6小时内作出，具有快速、简便、准确度高、精密度好等优点，分析误差满足常规化学分析法的误差要求。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

所述的TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法，其测定依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包含实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除，建立方法的线性关系情况、检出限情况和准确性情况，其中

一、实验条件

1)仪器选择：选用电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，

使用该仪器的最佳参数设定为：

射频功率：1.0KW；冷却气流量：15L/min；辅助气流量：1.5L/min；雾化气流量：0.80L/min；泵速：25r/min；稳定时间：15s；样品提升时间：30s；雾化器清洗时间：10s；重复测量次数：3次；

2)酸度选择：改变HCl浓度为1％、2％、3％、4％，5％、6％进行峰值扫描，观察不同浓度的HCl介质对各元素发射信号的影响，结果表明，6％以下的HCl酸度基本上不影响各元素的测定；

3)分析谱线选择：从实验仪器提供的每种元素的几十条谱线中，筛选出数条适合TFT基板玻璃中锑、钡、砷、锌、锶、锆待测元素测定的谱线，比较谱图、背景轮廓和强度值，选出背景低、信背比高、干扰小的谱线为待测元素的谱线，其中锑--206.834nm；钡--233.527nm；砷--193.696nm；锌--213.857nm；锶--215.283nm；锆--343.823nm；

二、样品处理

1)试样处理：将TFT基板玻璃试样研磨至能通过孔径为0.08mm筛并贮存于带磨石筛的广口瓶中；称取约0.10～0.20克，精确至0.0001克，在100～108℃的恒温干燥箱中烘干不少于1小时，再置于铂金皿中，用水润湿，加入0.5～1.5ml高氯酸和5～20ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽；冷却，加2.5～12.5ml盐酸及适量蒸馏水，加热溶解；冷却后，移入250ml容量瓶，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀待用；

2)空白试液：向铂金皿中加入0.5～1.5ml高氯酸和5～20ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽；冷却，加2.5～12.5ml盐酸及适量蒸馏水，加热溶解；冷却后，移入250ml容量瓶，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀待用；

3)测量：测定空白溶液和标准溶液，建立校准曲线，然后对试样溶液进行测定，仪器自动计算出试样中锑、钡、砷、锌、锶、锆的百分含量；

三、工作曲线绘制

1)标准系列溶液的配置：分别移取锑、钡、砷、锌、锶、锆混合标液于6个l00ml的容量瓶中，并依次加入2.5～12.5ml HCl，用蒸馏水稀释至刻度，使得标准系列溶液中锑、钡、砷、锌、锶、锆的浓度如下

      锑        钡       砷        锌        锶       锆

0#    0         0        0         0         0        0

1#    0.5ug/ml  5ug/ml   0.5ug/ml  1ug/ml    15ug/ml  1ug/ml

2#    1.0ug/ml  10ug/ml  0.7ug/ml  1.5ug/ml  20ug/ml  1.5ug/ml

3#    1.5ug/ml  15ug/ml  0.9ug/ml  2ug/ml    25ug/ml  2ug/ml

4#    2.0ug/ml  20ug/ml  1.1ug/ml  2.5ug/ml  30ug/ml  2.5ug/ml

5#    2.5ug/ml  25ug/ml  1.3ug/ml  3ug/ml    35ug/ml  3ug/ml

2)绘制工作曲线：测定标准系列溶液，以锑、钡、砷、锌、锶、锆的浓度为横坐标，强度值为纵坐标，绘制工作曲线；

四、干扰及消除

1)化学、物理及光谱干扰：由于等离子体的高温，TFT玻璃的ICP分析中化学干扰较少；对于因表面张力、粘度、密度和盐份等造成雾化器提升效率的差异而引起的物理干扰可以利用基体匹配来消除；对于光谱干扰，可以通过改变波长选择、改变称样量以对样品浓度进行适当的控制来克服；

2)背景扣除：杂散光、谱带展宽低强度的分子连续发射、光栅的鬼线等产生的背景，考虑较高浓度元素对测定的影响，通过选择最合适的测定波长、优化仪器参数来获得最优化设置--利用计算机操作软件，选择Fitted背景矫正进行背景扣除；

五、被测各元素相关系数、工作曲线线性关系如下

锑    0.999996    Y＝1605.03x-8.7959

钡    0.999       Y＝72289.5X+23.7055

砷    0.999401    Y＝263.895x-10.1157

锌    0.999979    Y＝22284.5x+592593

锶    0.999997    Y＝3332.77x+73.3766

锆    0.9999      Y＝90496x-44.0544

被测各元素的相关系数r≥0.999，线性关系良好；

六、检出限

对空白样品进行连续10次测定，用10次测试的标准偏差平均值乘以3而得到该方法的检出限如下：

锑--0.00322％；钡--0.00084％；砷--0.02068％；锌--0.00088％；锶--0.001639％；锆--0.000223％；

七、精密度实验

对同一个TFT基板玻璃样品重复测定10次，方法的精密度结果如下：

        锑         钡         砷         锌         锶         锆

极差    0.001765   0.053754   0.005563   0.004687   0.061753   0.006929

平均值  0.161317   2.947222   0.701658   0.397153   4.278341   0.123434

SD      0.003992   0.139158   0.013744   0.003787   0.157172   0.001093

RSD％   0.410164   0.782769   0.324461   0.157943   0.609025   0.146924

八、回收率实验

对样品进行加标回收实验，各元素的回收率在98.00％至102.00％之间。

由于采用如上技术方案，本发明具有如下优越性：

1、本发明确定的TFT基板玻璃中锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法自建立之日起就开始应用，对TFT基板玻璃中的锑、钡、砷、锌、锶、锆含量进行了测定，测定结果与设计成分吻合很好。

2、本发明TFT基板玻璃中锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法具有具有快速、简便、准确度高、精密度好、操作简单、检出限低等优点。

具体实施方式

本发明TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法所使用的测试条件为：

1)仪器：选用电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，使用该仪器的最佳参数设定为：

射频功率：1.0KW；冷却气流量：15L/min；辅助气流量：1.5L/min；雾化气流量：0.80L/min；泵速：25r/min；稳定时间：15s；样品提升时间：30s；雾化器清洗时间：10s；重复测量次数：3次。

2)分析谱线：锑--206.834nm；钡--233.527nm；砷--193.696nm；锌--213.857nm；锶--215.283nm；锆--343.823nm。

在以上实验相同条件下，其

实施方式1：

将试样研磨至通过孔径为0.08mm筛，贮存于带磨石筛的广口瓶中。称取约0.10克，精确至0.0001克。在恒温干燥箱中于100～108℃烘干不少于1小时的试样，置于铂金皿中，用水润湿，加入0.5ml高氯酸和8ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽。冷却，加2.5ml盐酸及适量水，加热溶解。冷却后，移入250ml容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀待用。

向铂金皿中加入0.5ml高氯酸和8ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽。冷却，加2.5ml盐酸及适量水，加热溶解。冷却后，移入250ml容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀，此为空白溶液。

测定空白溶液和标准溶液，建立校准工作曲线，然后对试样溶液进行测定，仪器自动计算出试样中锑、钡、砷、锌、锶、锆等元素的百分含量。

实施方式2：

将试样研磨至通过孔径为0.08mm筛，贮存于带磨石筛的广口瓶中。称取约0.12克，精确至0.0001克。在恒温干燥箱中于100～108℃烘干不少于1小时的试样，置于铂金皿中，用水润湿，加入1.5ml高氯酸和15ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽。冷却，加6ml盐酸及适量水，加热溶解。冷却后，移入250ml容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀，待用。

空白试液：向铂金皿中加入1.5ml高氯酸和15ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽。冷却，加6ml盐酸及适量水，加热溶解。冷却后，移入250ml容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀，此为空白溶液。

测定空白溶液和标准溶液，建立校准工作曲线，然后对试样溶液进行测定，仪器自动计算出试样中锑、钡、砷、锌、锶、锆等元素的百分含量。

实施方式3：

将试样研磨至通过孔径为0.08mm筛，贮存于带磨石筛的广口瓶中。称取约0.20克，精确至0.0001克。在恒温干燥箱中于100～108℃烘干不少于1小时的试样，置于铂金皿中，用水润湿，加入1.0ml高氯酸和20ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽。冷却，加12.5ml盐酸及适量水，加热溶解。冷却后，移入250ml容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀，待用。

空白试液：向铂金皿中加入1.0ml高氯酸和20ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽。冷却，加12.5ml盐酸及适量水，加热溶解。冷却后，移入250ml容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀，此为空白溶液。

测定空白溶液和标准溶液，建立校准工作曲线，然后对试样溶液进行测定，仪器自动计算出试样中锑、钡、砷、锌、锶、锆等元素的百分含量。

Claims (1)

1、一种TFT基板玻璃锑、钡、砷、锌、锶、锆快速测定方法，其特征在于：其测定依据电感耦合等离子体发射光谱法检测原理进行，方法包含实验条件、样品处理、工作曲线绘制、干扰及其消除，建立方法的线性关系情况、检出限情况和准确性情况，其中

一、实验条件

1)仪器选择：选用电感耦合等离子体发射光谱仪作实验仪器，使用该仪器的最佳参数设定为：

射频功率：1.0KW；冷却气流量：15L/min；辅助气流量：1.5L/min；雾化气流量：0.80L/min；泵速：25r/min；稳定时间：15s；样品提升时间：30s；雾化器清洗时间：10s；重复测量次数：3次；

2)酸度选择：改变HCl浓度为1％、2％、3％、4％，5％、6％进行峰值扫描，观察不同浓度的HCl介质对各元素发射信号的影响，结果表明，6％以下的HCl酸度基本上不影响各元素的测定；

3)分析谱线选择：从实验仪器提供的每种元素的几十条谱线中，筛选出数条适合TFT基板玻璃中锑、钡、砷、锌、锶、锆待测元素测定的谱线，比较谱图、背景轮廓和强度值，选出背景低、信背比高、干扰小的谱线为待测元素的谱线，其中锑--206.834nm；钡--233.527nm；砷--193.696nm；锌--213.857nm；锶--215.283nm；锆--343.823nm；

二、样品处理

1)试样处理：将TFT基板玻璃试样研磨至能通过孔径为0.08mm筛并贮存于带磨石筛的广口瓶中；称取约0.10～0.20克，精确至0.0001克，在100～108℃的恒温干燥箱中烘干不少于1小时，再置于铂金皿中，用水润湿，加入0.5～1.5ml高氯酸和5～20ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽；冷却，加2.5～12.5ml盐酸及适量蒸馏水，加热溶解；冷却后，移入250ml容量瓶，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀待用；

2)空白试液：向铂金皿中加入0.5～1.5ml高氯酸和5～20ml氢氟酸，于低温电炉上蒸发至白烟冒尽；冷却，加2.5～12.5ml盐酸及适量蒸馏水，加热溶解；冷却后，移入250ml容量瓶，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀待用；

3)测量：测定空白溶液和标准溶液，建立校准曲线，然后对试样溶液进行测定，仪器自动计算出试样中锑、钡、砷、锌、锶、锆的百分含量；

三、工作曲线绘制

1)标准系列溶液的配置：分别移取锑、钡、砷、锌、锶、锆混合标液于6个100ml的容量瓶中，并依次加入2.5～12.5ml HCl，用蒸馏水稀释至刻度，使得标准系列溶液中锑、钡、砷、锌、锶、锆的浓度如下

      锑          钡        砷        锌        锶       锆

0#    0           0         0         0         0        0

1#    0.5ug/ml    5ug/ml    0.5ug/ml  1ug/ml    15ug/ml  1ug/ml

2#    1.0ug/ml    10ug/ml   0.7ug/ml  1.5ug/ml  20ug/ml  1.5ug/ml

3#    1.5ug/ml    15ug/ml   0.9ug/ml  2ug/ml    25ug/ml  2ug/ml

4#    2.0ug/ml    20ug/ml   1.1ug/ml  2.5ug/ml  30ug/ml  2.5ug/ml

5#    2.5ug/ml    25ug/ml   1.3ug/ml  3ug/ml    35ug/ml  3ug/ml

2)绘制工作曲线：测定标准系列溶液，以锑、钡、砷、锌、锶、锆的浓度为横坐标，强度值为纵坐标，绘制工作曲线；

四、干扰及消除

1)化学、物理及光谱干扰：由于等离子体的高温，TFT玻璃的ICP分析中化学干扰较少；对于因表面张力、粘度、密度和盐份等造成雾化器提升效率的差异而引起的物理干扰可以利用基体匹配来消除；对于光谱干扰，可以通过改变波长选择、改变称样量以对样品浓度进行适当的控制来克服；

2)背景扣除：杂散光、谱带展宽低强度的分子连续发射、光栅的鬼线等产生的背景，考虑较高浓度元素对测定的影响，通过选择最合适的测定波长、优化仪器参数来获得最优化设置--利用计算机操作软件，选择Fitted背景矫正进行背景扣除；

五、被测各元素相关系数、工作曲线线性关系如下

锑    0.999996      Y＝1605.03x-8.7959

钡    0.999         Y＝72289.5X+23.7055

砷    0.999401      Y＝263.895x-10.1157

锌    0.999979      Y＝22284.5x+592593

锶    0.999997      Y＝3332.77x+73.3766

锆    0.9999        Y＝90496x-44.0544

被测各元素的相关系数r≥0.999，线性关系良好；

六、检出限

对空白样品进行连续10次测定，用10次测试的标准偏差平均值乘以3而得到该方法的检出限如下：

锑--0.00322％；钡--0.00084％；砷--0.02068％；锌--0.00088％；锶--0.001639％；锆--0.000223％；

七、精密度实验

对同一个TFT基板玻璃样品重复测定10次，方法的精密度结果如下：

       锑        钡        砷        锌        锶        锆

极差   0.001765  0.053754  0.005563  0.004687  0.061753  0.006929

平均值 0.161317  2.947222  0.701658  0.397153  4.278341  0.123434

SD     0.003992  0.139158  0.013744  0.003787  0.157172  0.001093

RSD％  0.410164  0.782769  0.324461  0.157943  0.609025  0.146924

八、回收率实验

对样品进行加标回收实验，各元素的回收率在98.00％至102.00％之间。