CN101358921B - 电工钢涂层中游离磷的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种电工钢绝缘涂层中游离磷含量的检测方法，属于元素含量检测技术领域。采用煮洗的方式从钢板表面涂层中提取出游离磷，采用分光光度法进行检测，由测得的吸光度换算出涂层中的游离磷含量，作为一个重要参数指导电工钢涂层的生产。本发明的优点在于，操作简便、检验快速且结果精确。

Description

电工钢涂层中游离磷的检测方法

技术领域

本发明属于元素含量检测技术领域，特别是提供了一种电工钢涂层中游离磷的检测方法。

背景技术

电工钢片是一种重要的磁性材料，是制造电机、变压器和镇流器铁芯以及各种电器元件用以节能的最重要的金属功能材料之一。在制造铁芯过程中，为了减少涡流损失，需在钢板表面涂覆绝缘涂层，以便使各层片之间彼此绝缘。除绝缘性能外，对涂层的附着性、耐热性、冲片性、焊接性及耐蚀性等方面的性能也有严格的要求。

冷轧取向硅钢钢板在最终高温退火后，表面生成硅酸镁底层，具有一定的绝缘性能，但对于制作大型的配电变压器、功率变压器等用途来说，这层底层远远不能满足要求。因此取向硅钢需在硅酸镁底层的基础上再涂敷一层绝缘涂层。

常用的取向硅钢绝缘涂层有两种类型：一种是磷酸盐系涂层，另一种是以硅溶胶和磷酸盐为主要成分的涂层。应用最早是由美国Armco公司发明的磷酸镁涂层、该配方组成简单、成本低廉，涂层中没有引起公害的物质，因此长期以来在各国硅钢厂一直使用。但该涂层由于含有磷酸盐，游离磷含量过高时，会导致产品在存放过程中发粘，影响产品的质量。因此在生产取向硅钢绝缘涂层时，必须随时检验涂层中的游离磷含量，以保证产品质量和生产机组的稳定运行。

应用于无取向电工钢的涂层主要是以铬酸盐+有机树脂为主要成分的半有机涂层。由于铬酸盐会对环境造成严重污染，目前开发推广使用的无铬环保涂层，用磷酸盐替代铬酸盐，以解决环保的问题。但同时引入了游离磷的问题，因此也需要对环保涂层进行游离磷含量的检验。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种电工钢绝缘涂层中游离磷含量的检测方法，实现了简便、精确、快速检测出游离磷的含量。

本发明的检测步骤如下：

(1)将待测的的带涂层的钢板横向剪成3～6小份，取烧杯加入50～100ml蒸馏水，置于电炉上煮沸后将剪好的试料放入液中。煮沸10～25分钟后，把烧杯从加热器上取下，用竹镊子将试料夹出，用蒸馏水加以清洗。

(2)将上述煮洗液冷却至室温后，向其中加入3～6ml的显色液及还原剂，转移到容量瓶中，加水至刻度线后摇匀。

(3)以空白试剂溶液作为参比溶液，在选定波长下测定溶液的吸光度。

(4)根据所测吸光度，从标准曲线上查出对应的磷含量，计算出原试样中涂层的游离磷含量。

本发明的工作原理是采用分光光度法来测定涂层中游离磷的含量。分光光度法是基于物质对光的选择性吸收的一种分析方法，它的基本原理是勃朗-比尔定律，即物质对光的吸收与厚度、浓度成正比。

微量磷的测定，一般采用钼蓝法。此法是在含PO₄ ^3-的酸性溶液中加入(NH₄)₂MoO₄试剂，可生成黄色的磷钼酸，其反应式如下：

PO₄ ^3-+12MoO₄ ^2-+27H⁺＝H₃[P(Mo₃O₁₀)₄]+12H₂O

若以此直接比色或分光光度法测定，灵敏度较低，适用于含磷量较高的试样如在该溶液中加入适量还原剂(如抗坏血酸、SnCl₂等)，磷钼酸中部分正六价钼被还原生成低价的蓝色配合物—钼蓝，从而提高测定的灵敏度，还可消除Fe³⁺等离子的干扰。经上述显色后可在特定波长下测定其吸光度，钼蓝颜色的深浅与磷含量成正比。磷的含量在0.05mg.L^-1以下，符合朗伯—比耳定律。

所述的还原剂为2.5％的氯化亚锡甘油溶液，溶解2.5gSnCl₂.2H₂O于100ml甘油中。用SnCl₂作还原剂具有灵敏度高、显色快的优点。

本发明所述的显色液为钼酸铵—硫酸溶液，溶解25g钼酸铵于200ml蒸馏水中，另将280ml浓H₂SO₄加入400mlH₂O中，冷却后将钼酸铵水溶液加到硫酸溶液中，再用蒸馏水稀释至1000ml，储存于棕色瓶中。

本发明所述的游离磷的检测方法中，使用的磷标准溶液为10μg/ml的标准磷酸水溶液。准确称量分析纯的磷酸氢钾0.21976g装入500ml容量瓶中，用蒸馏水定容至标线并充分摇动，得到100μg/ml的储备液。从储备液中用移液管分液10ml装入100ml的容量瓶中，用蒸馏水定容至标线。从而配制成10μg/ml的磷标准溶液。

本发明所述的游离磷的检测方法，还需要经过实验选取特定的波长。用移液管取10ml磷酸标准溶液置于100ml的烧杯中，加入还原剂、显色液后，使用蒸馏水定容并摇匀。使用空白试剂溶液做参比溶液，将此混合溶液使用分光光度计在400nm～800nm波长范围内每隔10nm进行扫描，测定吸光度，并绘制吸光度-波长曲线。取最大吸收峰处的波长作为本实验的测量波长。

本发明所述的游离磷的检测方法中，所使用的空白试剂溶液为蒸馏水直接加入显色液、还原剂稀释至100ml所得到的溶液。

本发明所述的游离磷的检测方法中，标准曲线的绘制为：取0、10、20、40、60、80、100ug的磷标准溶液，分别加入显色液、还原剂并稀释到100ml后，于710nm波长下以空白试剂作参比，测定各自的吸光度。然后以磷的微克数为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制而成标准曲线。

本发明的优点在于，能够在生产中快速检测出游离磷的含量，作为一个重要参数指导电工钢涂层的生产。并且操作简便，检测结果精确。

具体实施方式

仪器：

SP-722型可见分光光度计1台；比色皿4个；电炉1台；1ml移液管一支；10ml移液管一支；10ml刻度移液管1支；100ml容量瓶8个；100ml棕色容量瓶1个；500ml容量瓶1个；1000ml容量瓶3个；10ml量筒1个；50ml量筒1个

试剂：

钼酸铵—硫酸溶液

氯化亚锡—甘油溶液

磷标准溶液

实验步骤：

1.试样制备：

用剪刀把带硅酸镁底层的取向硅钢应力涂层试样(1/3EP尺寸30*100mm)横向剪成3等份。用150ml的烧杯放入100ml蒸馏水，置于电炉上煮沸后将3片试料轻轻放入液中。煮沸20分钟后，把烧杯从加热器上取下，用竹镊子将试料夹出，用少量水加以清洗。放置冷却至室温。

2.标准曲线的绘制：

按下表要求分别配制系列标准溶液7份于100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，静置10min后，用1cm的比色皿于710nm波长出测定各自的吸光度。以磷的微克数为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

 

编号	1	2	3	4	5	6	7
								磷标准溶液体积/ml	0	1	2	4	6	8	10
磷含量/ug	0	10	20	40	60	80	100
								加入蒸馏水体积/ml	50	49	48	46	44	42	40
显色液/ml	5	5	5	5	5	5	5
								SnCl2还原剂/滴	4	4	4	4	4	4	4

3.试液中磷含量的测定

将冷却后的煮洗液转移至100ml的容量瓶中。向其中加入5ml的显色液并滴入4滴还原剂，然后用蒸馏水定容至刻度，摇匀后静置10分钟。以空白试剂溶液作为参比溶液，在710nm波长下测定溶液的吸光度。平行测定3份。

实验结果表明：测得游离磷含量为60μg/Ep，能够满足生产上要求的游离磷控制含量。该方法操作简便，结果准确且重现性好。能够在生产中快速检测出游离磷的含量，作为一个重要参数指导电工钢涂层的生产。

Claims (6)

1.一种电工钢涂层中游离磷的检测方法，其特征在于，检测步骤为：

(1)将待测的带涂层的钢板横向剪成3～6块，取烧杯加入50～100ml蒸馏水，置于电炉上煮沸后将剪好的钢板放入蒸馏水中；煮沸10～25分钟后，把烧杯从电炉上取下，用竹镊子将钢板夹出，用蒸馏水清洗；

(2)将煮洗液冷却至室温后，向其中加入3～6ml的显色液及还原剂，转移到容量瓶中，加水至刻度线后摇匀；

(3)以空白试剂溶液作为参比溶液，在选定波长下测定溶液的吸光度；

(4)根据所测吸光度，从由磷标准溶液所绘制的标准曲线上查出对应的磷含量，并计算钢板中涂层的游离磷含量。

2.根据权利要求1所述电工钢涂层中游离磷的检测方法，其特征在于：所述的显色液为钼酸铵-硫酸溶液，溶解25g钼酸铵于200ml蒸馏水中，另将280ml浓H₂SO₄加入400mlH₂O中，冷却后将钼酸铵水溶液加到硫酸溶液中，再用蒸馏水稀释至1000ml，储存于棕色瓶中。

3.根据权利要求1所述电工钢涂层中游离磷的检测方法，其特征在于：所述的还原剂为2.5％的氯化亚锡甘油溶液，溶解2.5gSnCl₂.2H₂O于100ml甘油中。

4.根据权利要求1所述电工钢涂层中游离磷的检测方法，其特征在于：所述的磷标准溶液为浓度10μg/ml的标准磷酸水溶液；准确称量分析纯的磷酸氢钾0.21976g装入500ml容量瓶中，用蒸馏水定容至标线并充分摇动，得到100μg/ml的储备液；从储备液中用移液管分液10ml装入100ml的容量瓶中，用蒸馏水定容至标线；配制成10μg/ml的磷标准溶液。

5.根据权利要求1所述电工钢涂层中游离磷的检测方法，其特征在于：所使用的空白试剂溶液为蒸馏水直接加入显色液、还原剂稀释至100ml所得到的溶液。

6.根据权利要求1所述电工钢涂层中游离磷的检测方法，其特征在于：所述的标准曲线为，取0、10、20、40、60、80、100ug的磷标准溶液，分别加入显色液、还原剂并稀释到100ml后，于710nm波长下空白试剂作参比，测定各自的吸光度；然后以磷的微克数为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制而成标准曲线。