CN102426166B - 黑色金属镀层元素含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种黑色金属镀层元素含量的检测方法，属于金属材料化学成分检测领域。该方法首先采用增大电流的方式取样，然后将样品溶解于硝酸溶液中，过滤后称取滤渣重量，检测滤液杂质成分，最后，采用100％减去所有杂质百分含量的方法，计算得到黑色金属镀层元素含量。本发明的有益效果是：提供了一种测黑色金属镀层元素含量的方法，该方法主要从方法的筛选，试样的制取，标准溶液的配制等方面来确定检测方案，检测精度高，简单快捷。从2009年至今已做过20几次试验，均取得满意的结果。

Description

黑色金属镀层元素含量的检测方法

所属领域：

本发明属于金属材料化学成分检测领域，具体涉及黑色金属镀层元素含量的检测，例如，黑色金属镀银层含银量的检测。

现有技术：

对于在基体不同的黑色金属表面电镀一层很薄的其它元素，往往需要对镀层元素含量进行检测，由于镀层太薄造成取样困难，而且标准样品不匹配、检测设备的精确度限制，因此，这种分析检测非常困难。目前，国内外无专门针对黑色金属镀层元素含量的检测方法。

发明内容：

本发明的目的是：克服现有技术中无法针对黑色金属镀层元素含量进行检测的不足，提出一种新的检测黑色金属镀层元素含量的方法。

本发明的技术方案是，一种黑色金属镀层元素含量的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：电镀黑色金属时，增大电流，以得到质量不少于m的镀层样品；

步骤二：配置第一混合标准溶液，要求所述溶液以体积比为1：1的硝酸分析纯和水混合溶液作为溶剂，溶质成分与电镀阴极材料杂质的成分一致，溶质各成分质量为m_i，

i=1,2,…,N，N为滤液杂质的种数；溶质各成分含量为电镀阴极材料杂质各成分含量最大值a_i；第一混合标准溶液体积为V1；

配置第二混合标准溶液，要求所述溶液以体积比为1：1的硝酸分析纯和水混合溶液作为溶剂，溶质成分与电镀阴极材料杂质的成分一致，溶质各成分质量为m_i'，i=1,2,…,N，N为滤液杂质的种数；溶质各成分含量为a_i/2；第二混合标准溶液体积为V1；

步骤三：将步骤一中的镀层样品称取质量m，加热溶解于体积比为1：1的硝酸分析纯和水混合溶液中；溶解后，过滤沉淀，将滤渣放入坩埚，在温度为T的马弗炉中灰化，得到灰化后滤渣重量为g1；将滤液稀释到体积为V2，满足：使用电感耦合等离子体发射光谱法检测其成分，分别以步骤二中配置的第一混合标准溶液、第二混合标准溶液、三次蒸馏水作标准曲线，使得曲线系数大于0.999，得到滤液中各杂质的质量百分含量分别为w_i，i=1,2,…,N，N为滤液杂质的种数；

步骤四：计算黑色金属镀层元素含量为：

本发明的有益效果是：提供了一种测黑色金属镀层元素含量的方法，该方法主要从方法的筛选，试样的制取，标准溶液的配制等方面来确定检测方案，检测精度高，简单快捷。从2009年至今已做过20几次试验，均取得满意的结果。

具体实施方式：

本实施例中，牌号为4340的金属镀银层银含量的检测方法，该金属镀银时阴极材料的成分含量如下：

由于试样的厚度只有20μ，所以排除了用直读光谱检测的可能性，另外试样镀层基体是银，所以镀层试样如果采用盐酸来溶解，由于氯离子与其中的几种杂质也生成沉淀，所以也排除了采用重量法检测的可能性。由于硝酸与上表中所列出的杂质元素都形成可溶性的盐类，所以考虑到采用电感耦合等离子体发射光谱法来检测。而电感耦合等离子体发射光谱法只能检测出中低含量的元素成分，所以如果采用电感耦合等离子体发射光谱法来检测其中的银含量，只能是先检测出其中的杂质元素含量，然后用一百减去杂质元素之和即可得到银元素的成分含量。

另外，试样的制取由于其镀层只有20μ也成为一个难题，如果刮去试样表面镀层或用酸来溶解镀层将会很难控制是否刮掉或溶掉牌号为4330的金属，从而使其检测样品中混入其它元素成分。还有，由于要检测的杂质元素含量很低，使得标准溶液的取样变得很难，所以需要称取10倍以上的试样量，在这种情况下，我们采用电镀时加大电流的方式使其镀层变厚且疏松，这样就很容易进行取样了。

具体来说，本实施例的镀银层银含量的检测方法包括如下步骤：

步骤一：牌号为4340的金属镀银时，增大电流，以得到1g的镀层样品；

步骤二：配置第一瓶和第二瓶混合标准溶液，具体操作为：吸取Cd标准溶液1000ug/ml，Zn标准溶液1000ug/ml，Ni标准溶液1000ug/ml，Pb标准溶液1000ug/ml，Cu标准溶液1000ug/ml，Mg标准溶液1000ug/ml，In标准溶液1000ug/ml，P标准溶液1000ug/ml各0.2ml、0.1ml分别于1号和2号两个100ml容量瓶中，吸取Sn标准溶液500ug/ml，Sb标准溶液500ug/ml各0.4ml、0.2ml分别于上述1号和2号两个100ml容量瓶中，加入体积比为1：1的硝酸纯和水的混合溶液15ml，以水稀释至100ml。所得到的混合标准溶液中杂质元素的含量分别是：

1号容量瓶：Cd、Zn、Ni、Pb、Cu、Sn、Sb、Mg、In、P含量分别为0.01%

2号容量瓶：Cd、Zn、Ni、Pb、Cu、Sn、Sb、Mg、In、P含量分别为0.005%

步骤三：将步骤一中的镀层样品称取质量1.0000g，加热溶解于体积比为1：1的硝酸分析纯和水混合溶液中；溶解后，过滤沉淀，将滤纸及滤渣放于瓷坩埚中在马弗炉中于800℃灼烧灰化一小时，冷却后称重得到灰化后滤渣重量为g1为0.0025g；将滤液稀释到体积为50ml，使用电感耦合等离子体发射光谱法检测其成分，以步骤二中1号容量瓶中的第一混合标准溶液作为高标溶液、以2号容量瓶中的第二混合标准溶液作为低标溶液、以三次蒸馏水作为空白溶液，仪器为全谱直读型电感耦合等离子体发射光谱，仪器参数如下：

仪器光谱带宽应小于0.03nm，仪器的短时稳定性和长时稳定性：连续测量待测元素的校准曲线的最大浓度溶液的发射光谱绝对或相对光强10次，其标准偏差不应超过绝对或相对光强平均值的0.5%，4小时内测量待测元素的校准曲线的最大浓度溶液的发射线绝对或相对光强16次，每隔15分钟测定一次，其标准偏差不应超过绝对或相对光强平均值的1%。仪器的检出限应低于待测元素浓度的10%；校准曲线的线性通过相关系数来检验，相关系数应大于0.999。

分析线如下：单位（nm）

元素	Cd	Zn	Ni	Pb	Cu	Sn	Sb	Mg	In
										波长	228.802	206.200	231.604	220.353	327.393	189.927	206.832	285.213	230.606

于电感耦合等离子体发射光谱仪上，在选定的仪器工作条件及分析线波长下，采用高标、低标、空白溶液建立工作曲线，依次测定溶液中待测元素的含量。将标准溶液的含量直接输入计算机，根据标准溶液和试液的强度值，由计算机直接计算并输出滤液中各杂质的质量百分含量分别为:

上表中，Sb、In、P的质量百分含量为负值，为明显误差数据，因此，在以下计算中当零值处理。

步骤四：计算牌号为4340的金属镀银层银含量为：

1-0.0025-0.00234+0.00089+0.00046+0.00218+0.00213+0.00095+0.00061)=0.9974。

BJ2010-12-25、BJ2011-9-46、BJ2011-10-45为采用本发明提出的检测方法的三个检测实例，其中BJ2010-12-25试样在溶解时出现大量沉淀，经过滤，滤液以电感耦合等离子体检测，滤渣经马弗炉灰化灼烧处理，最终得出BJ2010-12-25试样中银含量小于99.9%而得出不符合电镀要求的结论。而BJ2011-9-46和BJ2011-10-45两次试样溶解后均无浑浊现象，所以无需过滤，只需测出杂质元素含量，银的含量以100%减去其杂质含量之和得出银含量均大于99.9%，符合电镀要求。

BJ2010-12-25试样检测结果如下：

沉淀含量g1=0.0025克；

使用电感耦合等离子体发射光谱法检测其滤液成分如下：

银的含量为：100-0.25-0.01=99.74%。

BJ2011-9-46试样检测结果如下：

最终银的含量为：99.99%。

BJ2011-10-45试样检测结果如下：

最终银的含量为：99.987%。

Claims (1)

1.一种黑色金属镀层元素含量的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：电镀黑色金属时，增大电流，以得到质量不少于m的镀层样品；

步骤二：配置第一混合标准溶液，要求所述溶液以体积比为1：1的硝酸分析纯和水混合溶液作为溶剂，溶质成分与电镀阳极杂质材料的成分一致，溶质各成分质量为m_i，

i=1,2,…,N，N为滤液杂质的种数；溶质各成分含量为电镀阳极杂质材料各成分含量最大值a_i；第一混合标准溶液体积为V1；

配置第二混合标准溶液，要求所述溶液以体积比为1：1的硝酸分析纯和水混合溶液作为溶剂，溶质成分与电镀阳极杂质材料的成分一致，溶质各成分质量为m_i'，i=1,2,…,N，N为滤液杂质的种数；溶质各成分含量为a_i/2；第二混合标准溶液体积为V1；

步骤三：将步骤一中的镀层样品称取质量m，加热溶解于体积比为1：1的硝酸分析纯和水混合溶液中；溶解后，过滤沉淀，将滤渣放入坩埚，在温度为T的马弗炉中灰化，得到灰化后滤渣重量为g1；将滤液稀释到体积为V2，满足：

使用电感耦合等离子体发射光谱法检测其成分，分别以步骤二中配置的第一混合标准溶液、第二混合标准溶液、三次蒸馏水作标准曲线，使得曲线系数大于0.999，得到滤液中各杂质的质量百分含量分别为w_i，i=1,2,…,N，N为滤液杂质的种数；

步骤四：计算黑色金属镀层元素含量为：