CN103257136A - 一种测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法，该方法采用电感耦合等离子体发射光谱法测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的含量，分析范围为Ca0.005～2%；Co1～15%；Cr1～15%；Fe0.005～10%。该方法可以有效地溶解碳化钨样品，解决了样品难溶解的问题，大大加快了溶样速度。通过进行干扰实验、谱图分析，找到了最佳分析线，消除谱线间的干扰，测定碳化钨中钙、钴、铬、铁的含量准确可靠，可以满足科研生产的要求；该方法测量快速，操作简便，节约了大量的人力和物力。

Description

一种测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法

技术领域

本发明是一种测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法，属于合金元素分析技术领域。

背景技术

目前，国内外对碳化钨成分的分析还没有检测方法标准，现行工作中使用的方法都是套用镍基高温合金或者中低合金钢的方法标准，由于碳化钨的特殊组织结构，使得其溶样方法不同于其它普通的镍基高温合金和中低合金钢，而且如果简单地套用镍基高温合金或者低合金钢的溶样方法，还经常存在碳化钨样品溶解不完全的现象，其次，分析线的选择不确定，如果选择有干扰的分析线会影响测量结果的可靠性。因此有必要建立一个快速、高效、准确的碳化钨样品中测定的钙、钴、铬、铁元素含量的分析方法。

电感耦合等离子体发射光谱法方法（ICP-AES）具有准确、快速、多元素同时分析的特点，广泛应用在地质、冶金、机械制造、环境保护、生物医学、食品等领域，具有良好的检出限和分析精密度，基体干扰小，线性动态范围宽，以及试样处理简便等优点。但是针对碳化钨中的钙、钴、铬、铁元素同样没有适用的分析方法，套用镍基高温合金和中低合金钢的分析方法，存在溶样不稳定，分析线的选择不确定问题，导致分析周期较长。因此，建立碳化钨分析方法，缩短分析时间，提高分析的准确度，具有广泛的推广和应用价值。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法，其目的是提供一种溶样速度快、分析精度高、操作简便、效率高的测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法。为合金的生产与产品的质量保证提供可靠、准确的指导。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法，其特征在于:该方法在测定过程中所使用的试剂如下：

盐酸，密度为1.19g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

硝酸，密度为1.42g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

硫酸I，密度为1.84g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

硫酸II，1+1，硫酸I与水按体积比1∶1混合而成；

磷酸，密度为1.69g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

钙标准溶液A：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是称取0.2497g已在110℃烘1小时并在干燥器中冷却到室温的碳酸钙，其质量分数不小于99.95％，置于300mL烧杯中，加入5～20mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

钙标准溶液B：质量-体积浓度是0.01mg/mL，制备方法是移取10.00mL钙标准溶液A于100mL容量瓶中，加入5～20mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钴标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.000g金属钴，其质量分数不小于99.99％，置于150mL烧杯中，加入30～50mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铬标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.4140g已在130～140℃烘2小时并在干燥器中冷却到室温的重铬酸钾，其质量分数不小于99.99％，置于250mL烧杯中，加水，低温加热至溶解完全，冷却后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液A：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取0.5000g纯铁，其质量分数不小于99.99％，置于300mL烧杯中，加20～40mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移至500mL容量瓶中，补加10～20mL盐酸用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液B：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是移取25.00mL铁标准溶液A于250mL容量瓶中，补加10～20mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钇内标溶液：质量-体积浓度是0.20mg/mL，制备方法是称取0.127g氧化钇置于150mL烧杯中，加20～40mL盐酸，低温加热至溶解完全，移入500mL容量瓶中，补加10～30mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

该方法的测定过程的步骤是：

⑴制备试样溶液

称取0.10g试样，精确到0.0001g；

将试样置于200mL玻璃烧杯中，加入15～30mL盐酸、5～10mL硝酸,低温加热溶解，仅有钨析出，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入1～3mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入20～50mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入100mL已加入2.00mL钇内标溶液的玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑵制备工作曲线溶液

在2～8个200mL玻璃烧杯中，根据预先得知的试样中钙、钴、铬、铁元素的含量范围，加入不同体积数的钙标准溶液A或钙标准溶液B、不同体积数的钴标准溶液、不同体积数的铬标准溶液、不同体积数的铁标准溶液A或铁标准溶液B，使各玻璃烧杯中的钙、铁元素的含量为得知的试样中钙、铁元素含量的0%～200%，使各玻璃烧杯中的钴、铬元素的含量为得知的试样中钴、铬元素含量的0%～150%，在各玻璃烧杯中加入15～30mL盐酸、5～10mL硝酸,低温加热溶解，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入1～3mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入20～50mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入相应的2～8个已加入2.00mL钇内标溶液的100mL玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑶测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度

用电感耦合等离子体原子发射光谱仪在谱线Ca393.366nm、Co228.616nm、Cr267.716nm、Fe259.940nm和Y371.029nm依次测量工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，横坐标用工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，纵坐标用钙、钴、铬、铁元素的相应强度，绘制工作曲线；

然后测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，用试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度在相应的工作曲线上查出相应钙、钴、铬、铁元素的质量浓度；

⑷计算测量结果，得到试样中钙、钴、铬、铁元素的百分含量，

按下式计算试样中钙、钴、铬、铁元素的质量百分数w,数值以%表示：

$w=\frac{\mathrm{\ρV}\×{10}^{-6}}{m}\×100\·\·\·\left(1\right)$

式中：

ρ—试液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，单位为每毫升微克μg/mL；

V——试液体积，单位为毫升mL；

m——试料质量，单位为克g；

上述方法中所述低温加热温度范围为50～100℃；

上述方法中所述高温加热温度范围为100～200℃。

2．根据权利要求1所述的测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法，其特征在于：电感耦合等离子体发射光谱仪的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.95～1.1Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：12～20L/min；护套气流量：0.1～0.6L/min；样品提升量：1.0～1.5ml/min；积分时间：1～10s；

元素分析线：Ca393.366nm；Co228.616nm；Cr267.716nm；Fe259.940nm；内标分析线：Y371.029nm。

本发明采用电感耦合等离子体发射光谱法测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的含量，分析范围为Ca0.005～2%；Co1～15%；Cr1～15%；Fe0.005～10%。

本发明技术方案的优点是：

（1）研究建立的测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的分析方法准确可靠，可以满足科研生产的要求；

（2）解决了样品难溶解的问题，大大加快了溶样速度。通过进行干扰实验、谱图分析，找到了最佳分析线，消除谱线间的干扰，提高了测量的准确度。

（3）测量快速，操作简便，节约了大量的人力和物力。

具体实施方式

实施例一

测定WC-10Co4Cr中钙、钴、铬、铁元素的含量，采用电感耦合等离子体发射光谱仪（法国JY170），其中，使用仪器的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：1.0Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：12L/min；护套气流量：0.2L/min；样品提升量：1.0ml/min；积分时间：2s；元素分析线：Ca:393.366nm；Co:228.616nm；Cr:267.716nm；Fe:259.940nm；Y371.029nm。

测定过程中所使用的试剂如下：

盐酸，密度为1.19g/mL，优级纯；

硝酸，密度为1.42g/mL，优级纯；

硫酸I，密度为1.84g/mL，优级纯；

硫酸II，1+1，硫酸I与水按体积比1∶1混合而成；

磷酸，密度为1.69g/mL，优级纯；

钙标准溶液A：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是称取0.2497g已在110℃烘1小时并在干燥器中冷却到室温的碳酸钙，其质量分数不小于99.95％，置于300mL烧杯中，加入5mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

钙标准溶液B：质量-体积浓度是0.01mg/mL，制备方法是移取10.00mL钙标准溶液A于100mL容量瓶中，加入5mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钴标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.000g金属钴，其质量分数不小于99.99％，置于150mL烧杯中，加入30mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铬标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.4140g已在130℃烘2小时并在干燥器中冷却到室温的重铬酸钾，其质量分数不小于99.99％，置于250mL烧杯中，加水，低温加热至溶解完全，冷却后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液A：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取0.5000g纯铁，其质量分数不小于99.99％，置于300mL烧杯中，加20mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移至500mL容量瓶中，补加10mL盐酸用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液B：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是移取25.00mL铁标准溶液A于250mL容量瓶中，补加10mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钇内标溶液：质量-体积浓度是0.20mg/mL，制备方法是称取0.127g氧化钇置于150mL烧杯中，加20mL盐酸，低温加热至溶解完全，移入500mL容量瓶中，补加10mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

该方法的测定过程的步骤是：

⑴制备试样溶液

称取0.10g试样，精确到0.0001g；

将试样置于200mL玻璃烧杯中，加入15mL盐酸、5mL硝酸,低温加热溶解，仅有钨析出，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入1mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入20mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入100mL已加入2.00mL钇内标溶液的玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑵制备工作曲线溶液

在2个200mL玻璃烧杯中，根据预先得知的试样中钙、钴、铬、铁元素的含量范围，在第二个烧杯中加入10mL钙标准溶液B、15mL钴标准溶液、10mL铬标准溶液、10mL铁标准溶液B，使第一个工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的含量均为0%，第二个工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的含量分别为0.1%、15%、10%、1%，在这2个玻璃烧杯中加入15mL盐酸、5mL硝酸,低温加热溶解，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入1mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入20mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入相应的2个已加入2.00mL钇内标溶液的100mL玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑶测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度

用电感耦合等离子体原子发射光谱仪在谱线Ca393.366nm、Co228.616nm、Cr267.716nm、Fe259.940nm和Y371.029nm依次测量工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，横坐标用工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，纵坐标用钙、钴、铬、铁元素的相应强度，绘制工作曲线；

然后测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，用试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度在相应的工作曲线上查出相应钙、钴、铬、铁元素的质量浓度；

⑷计算测量结果，得到试样中钙、钴、铬、铁元素的百分含量，

按下式计算试样中钙、钴、铬、铁元素的质量百分数w,数值以%表示：

$w=\frac{\mathrm{\ρV}\×{10}^{-6}}{m}\×100\·\·\·\left(1\right)$

式中：

ρ—试液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，单位为每毫升微克μg/mL；

V——试液体积，单位为毫升mL；

m——试料质量，单位为克g；

上述方法中所述低温加热温度范围为50℃；

上述方法中所述高温加热温度范围为120℃。

计算测量结果，得到钙、钴、铬、铁含量；钙的含量为0.01%，钴的含量为9.77%；铬的含量为3.94%；铁的含量为0.05%。

实施例二

测定WC-Co10-Cr4中钙、钴、铬、铁元素的含量，采用电感耦合等离子体发射光谱仪（法国JY170），其中，使用仪器的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.95Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：15L/min；护套气流量：0.4L/min；样品提升量：1.2ml/min；积分时间：5s；元素分析线：Ca:393.366nm；Co:228.616nm；Cr:267.716nm；Fe:259.940nm；Y371.029nm；

该方法在测定过程中所使用的试剂如下：

盐酸，密度为1.19g/mL，高纯；

硝酸，密度为1.42g/mL，高纯；

硫酸I，密度为1.84g/mL，高纯；

硫酸II，1+1，硫酸I与水按体积比1∶1混合而成；

磷酸，密度为1.69g/mL，高纯；

钙标准溶液A：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是称取0.2497g已在110℃烘1小时并在干燥器中冷却到室温的碳酸钙，其质量分数不小于99.95％，置于300mL烧杯中，加入15mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

钙标准溶液B：质量-体积浓度是0.01mg/mL，制备方法是移取10.00mL钙标准溶液A于100mL容量瓶中，加入15mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钴标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.000g金属钴，其质量分数不小于99.99％，置于150mL烧杯中，加入40mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铬标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.4140g已在135℃烘2小时并在干燥器中冷却到室温的重铬酸钾，其质量分数不小于99.99％，置于250mL烧杯中，加水，低温加热至溶解完全，冷却后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液A：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取0.5000g纯铁，其质量分数不小于99.99％，置于300mL烧杯中，加30mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移至500mL容量瓶中，补加15mL盐酸用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液B：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是移取25.00mL铁标准溶液A于250mL容量瓶中，补加15mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钇内标溶液：质量-体积浓度是0.20mg/mL，制备方法是称取0.127g氧化钇置于150mL烧杯中，加30mL盐酸，低温加热至溶解完全，移入500mL容量瓶中，补加20mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

该方法的测定过程的步骤是：

⑴制备试样溶液

称取0.10g试样，精确到0.0001g；

将试样置于200mL玻璃烧杯中，加入20mL盐酸、8mL硝酸,低温加热溶解，仅有钨析出，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入2mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入40mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入100mL已加入2.00mL钇内标溶液的玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑵制备工作曲线溶液

在3个200mL玻璃烧杯中，根据预先得知的试样中钙、钴、铬、铁元素的含量范围，在第二个烧杯中加入2mL钙标准溶液B、8mL钴标准溶液、2mL铬标准溶液、1mL铁标准溶液B，在第三个烧杯中加入5mL钙标准溶液A、12mL钴标准溶液、6mL铬标准溶液、10mL铁标准溶液B，使第一个工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的含量均为0%，第二个工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的含量分别为0.02%、8%、2%、0.1%，第三个工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的含量分别为0.5%、12%、6%、1%，在这3玻璃烧杯中加入20mL盐酸、8mL硝酸,低温加热溶解，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入2mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入40mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入相应的3个已加入2.00mL钇内标溶液的100mL玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑶测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度

用电感耦合等离子体原子发射光谱仪在谱线Ca393.366nm、Co228.616nm、Cr267.716nm、Fe259.940nm和Y371.029nm依次测量工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，横坐标用工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，纵坐标用钙、钴、铬、铁元素的相应强度，绘制工作曲线；

然后测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，用试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度在相应的工作曲线上查出相应钙、钴、铬、铁元素的质量浓度；

⑷计算测量结果，得到试样中钙、钴、铬、铁元素的百分含量，

按下式计算试样中钙、钴、铬、铁元素的质量百分数w,数值以%表示：

$w=\frac{\mathrm{\ρV}\×{10}^{-6}}{m}\×100\·\·\·\left(1\right)$

式中：

ρ—试液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，单位为每毫升微克μg/mL；

V——试液体积，单位为毫升mL；

m——试料质量，单位为克g；

上述方法中所述低温加热温度范围为75℃；

上述方法中所述高温加热温度范围为160℃。

计算测量结果，得到钙、钴、铬、铁含量；钙的含量为0.05%，钴的含量为10.31%；铬的含量为3.74%；铁的含量为0.35%。

实施例三

测定WC-10Co4Cr中钙、钴、铬、铁元素的含量，采用电感耦合等离子体发射光谱仪（法国JY170），其中，使用仪器的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.98Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：20L/min；护套气流量：0.6L/min；样品提升量：1.5ml/min；积分时间：8s；元素分析线：Ca:393.366nm；Co:228.616nm；Cr:267.716nm；Fe:259.940nm；内标分析线：Y371.029nm；

该方法在测定过程中所使用的试剂如下：

盐酸，密度为1.19g/mL，MOS级；

硝酸，密度为1.42g/mL，MOS级；

硫酸I，密度为1.84g/mL，MOS级；

硫酸II，1+1，硫酸I与水按体积比1∶1混合而成；

磷酸，密度为1.69g/mL，MOS级；

钙标准溶液A：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是称取0.2497g已在110℃烘1小时并在干燥器中冷却到室温的碳酸钙，其质量分数不小于99.95％，置于300mL烧杯中，加入20mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

钙标准溶液B：质量-体积浓度是0.01mg/mL，制备方法是移取10.00mL钙标准溶液A于100mL容量瓶中，加入20mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钴标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.000g金属钴，其质量分数不小于99.99％，置于150mL烧杯中，加入50mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铬标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.4140g已在140℃烘2小时并在干燥器中冷却到室温的重铬酸钾，其质量分数不小于99.99％，置于250mL烧杯中，加水，低温加热至溶解完全，冷却后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液A：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取0.5000g纯铁，其质量分数不小于99.99％，置于300mL烧杯中，加40mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移至500mL容量瓶中，补加20mL盐酸用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液B：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是移取25.00mL铁标准溶液A于250mL容量瓶中，补加20mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钇内标溶液：质量-体积浓度是0.20mg/mL，制备方法是称取0.127g氧化钇置于150mL烧杯中，加40mL盐酸，低温加热至溶解完全，移入500mL容量瓶中，补加30mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

该方法的测定过程的步骤是：

⑴制备试样溶液

称取0.10g试样，精确到0.0001g；

将试样置于200mL玻璃烧杯中，加入30mL盐酸、10mL硝酸,低温加热溶解，仅有钨析出，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入3mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入50mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入100mL已加入2.00mL钇内标溶液的玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑵制备工作曲线溶液

在2个200mL玻璃烧杯中，根据预先得知的试样中钙、钴、铬、铁元素的含量范围，在第二个烧杯中加入5mL钙标准溶液A、13mL钴标准溶液、7mL铬标准溶液、5mL铁标准溶液B，使第一个工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的含量均为0%，第二个工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的含量分别为0.5%、13%、7%、0.5%，在这2个玻璃烧杯中加入30mL盐酸、10mL硝酸,低温加热溶解，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入3mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入50mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入相应的2个已加入2.00mL钇内标溶液的100mL玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑶测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度

用电感耦合等离子体原子发射光谱仪在谱线Ca393.366nm、Co228.616nm、Cr267.716nm、Fe259.940nm和Y371.029nm依次测量工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，横坐标用工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，纵坐标用钙、钴、铬、铁元素的相应强度，绘制工作曲线；

然后测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，用试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度在相应的工作曲线上查出相应钙、钴、铬、铁元素的质量浓度；

⑷计算测量结果，得到试样中钙、钴、铬、铁元素的百分含量，

按下式计算试样中钙、钴、铬、铁元素的质量百分数w,数值以%表示：

$w=\frac{\mathrm{\ρV}\×{10}^{-6}}{m}\×100\·\·\·\left(1\right)$

式中：

ρ—试液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，单位为每毫升微克μg/mL；

V——试液体积，单位为毫升mL；

m——试料质量，单位为克g；

上述方法中所述低温加热温度范围为90℃；

上述方法中所述高温加热温度范围为200℃。

计算测量结果，得到钙、钴、铬、铁含量；钙的含量为0.32%，钴的含量为9.94%；铬的含量为4.30%；铁的含量为0.40%。

与现有技术相比，本发明的优点是：分析方法测定范围宽，测量下限为0.005%，测量上限为15%，该方法测量快速，操作简便，节约了大量人力和物力。

Claims (2)

1.一种测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法，其特征在于:该方法在测定过程中所使用的试剂如下：

盐酸，密度为1.19g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

硝酸，密度为1.42g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

硫酸I，密度为1.84g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

硫酸II，1+1，硫酸I与水按体积比1∶1混合而成；

磷酸，密度为1.69g/mL，优级纯或高纯或MOS级；

钙标准溶液A：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是称取0.2497g已在110℃烘1小时并在干燥器中冷却到室温的碳酸钙，其质量分数不小于99.95％，置于300mL烧杯中，加入5～20mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

钙标准溶液B：质量-体积浓度是0.01mg/mL，制备方法是移取10.00mL钙标准溶液A于100mL容量瓶中，加入5～20mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钴标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.000g金属钴，其质量分数不小于99.99％，置于150mL烧杯中，加入30～50mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铬标准溶液：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取1.4140g已在130～140℃烘2小时并在干燥器中冷却到室温的重铬酸钾，其质量分数不小于99.99％，置于250mL烧杯中，加水，低温加热至溶解完全，冷却后移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液A：质量-体积浓度是1.00mg/mL，制备方法是称取0.5000g纯铁，其质量分数不小于99.99％，置于300mL烧杯中，加20～40mL盐酸，低温加热至溶解完全，冷却后移至500mL容量瓶中，补加10～20mL盐酸用水稀释至刻度，混匀；

铁标准溶液B：质量-体积浓度是0.10mg/mL，制备方法是移取25.00mL铁标准溶液A于250mL容量瓶中，补加10～20mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

钇内标溶液：质量-体积浓度是0.20mg/mL，制备方法是称取0.127g氧化钇置于150mL烧杯中，加20～40mL盐酸，低温加热至溶解完全，移入500mL容量瓶中，补加10～30mL盐酸，用水稀释至刻度，混匀；

该方法的测定过程的步骤是：

⑴制备试样溶液

称取0.10g试样，精确到0.0001g；

将试样置于200mL玻璃烧杯中，加入15～30mL盐酸、5～10mL硝酸,低温加热溶解，仅有钨析出，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入1～3mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入20～50mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入100mL已加入2.00mL钇内标溶液的玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑵制备工作曲线溶液

在2～8个200mL玻璃烧杯中，根据预先得知的试样中钙、钴、铬、铁元素的含量范围，加入不同体积数的钙标准溶液A或钙标准溶液B、不同体积数的钴标准溶液、不同体积数的铬标准溶液、不同体积数的铁标准溶液A或铁标准溶液B，使各玻璃烧杯中的钙、铁元素的含量为得知的试样中钙、铁元素含量的0%～200%，使各玻璃烧杯中的钴、铬元素的含量为得知的试样中钴、铬元素含量的0%～150%，在各玻璃烧杯中加入15～30mL盐酸、5～10mL硝酸,低温加热溶解，冷却后加入5mL磷酸、10mL硫酸II，置于电炉上高温加热至冒硫酸烟，在冒硫酸烟时加入1～3mL硝酸破坏碳化物，继续加热至第二次冒硫酸烟时，取下冷却后加入20～50mL水，再低温加热至溶解完全，取下冷却到室温，移入相应的2～8个已加入2.00mL钇内标溶液的100mL玻璃容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀；

⑶测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度

用电感耦合等离子体原子发射光谱仪在谱线Ca393.366nm、Co228.616nm、Cr267.716nm、Fe259.940nm和Y371.029nm依次测量工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，横坐标用工作曲线溶液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，纵坐标用钙、钴、铬、铁元素的相应强度，绘制工作曲线；

然后测量试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度，用试样溶液中钙、钴、铬、铁元素的强度在相应的工作曲线上查出相应钙、钴、铬、铁元素的质量浓度；

⑷计算测量结果，得到试样中钙、钴、铬、铁元素的百分含量，

按下式计算试样中钙、钴、铬、铁元素的质量百分数w,数值以%表示：

$w=\frac{\mathrm{\ρV}\×{10}^{-6}}{m}\×100\·\·\·\left(1\right)$

式中：

ρ—试液中钙、钴、铬、铁元素的质量浓度，单位为每毫升微克μg/mL；

V——试液体积，单位为毫升mL；

m——试料质量，单位为克g；

上述方法中所述低温加热温度范围为50～100℃；

上述方法中所述高温加热温度范围为100～200℃。

2.根据权利要求1所述的测定碳化钨中钙、钴、铬、铁元素的方法，其特征在于：电感耦合等离子体发射光谱仪的工作条件及分析线如下：高频频率：40.68MHz；入射功率：0.95～1.1Kw；反射功率：＜15W；冷却气流量：12～20L/min；护套气流量：0.1～0.6L/min；样品提升量：1.0～1.5ml/min；积分时间：1～10s；

元素分析线：Ca393.366nm；Co228.616nm；Cr267.716nm；Fe259.940nm；内标分析线：Y371.029nm。