JPH0599851A - 電極中のチタンの定量分析方法 - Google Patents

電極中のチタンの定量分析方法

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JPH0599851A
JPH0599851A JP26162691A JP26162691A JPH0599851A JP H0599851 A JPH0599851 A JP H0599851A JP 26162691 A JP26162691 A JP 26162691A JP 26162691 A JP26162691 A JP 26162691A JP H0599851 A JPH0599851 A JP H0599851A
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JP26162691A
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Hideo Hara
秀夫 原
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Cu−Cr−Bi−Te−Tiからなる電極
の配合組成と特性の関係を定量的に把握するため、上記
電極中のチタンを高感度に定量するICP法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 試料電極を脱脂,乾燥した後、加圧ルツボ内
で硝酸とふっ酸を加え、所定温度での加熱と撹拌とを繰
り返し行うことによって試料電極を充分に分解し、この
分解液を冷却した後にほう酸を混合して、加熱によりほ
う酸を溶解し、冷却後にこの混合溶液を濾過し、得られ
た濾液に標準物質としてストロンチウムを加えてから水
を加えて一定量とし、これを試料溶液として高周波誘導
結合型プラズマ発光法を用いてチタンの発光強度を測定
するようにしたチタンの定量分析方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波誘導結合型プラズ
マ発光法(以下ICP法と略称する)による電極中の、
特に真空しゃ断器電極中のチタンの定量分析方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】真空しゃ断電極の品質を決定する最も大
きな要素としてその電極原料の組成配合がある。即ち、
この電極はCu−Cr−Bi−Te−Tiからなる電極
であって、その特性は添加元素の種類や組成によって大
きく左右される。従って電極の配合組成と特性の関係を
明確にかつ定量的に把握する必要があり、そのため微量
チタンの分析方法の確立が不可欠である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点に着目して創案されたものであって、上記電極中の
チタンを高感度に定量するICP法を提供することを目
的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、試料電極を脱脂,乾燥した後、加圧ルツ
ボ内で硝酸とふっ酸を加え、所定温度での加熱と撹拌と
を繰り返し行うことによって試料電極を充分に分解し、
この分解液を冷却した後にほう酸を混合して、加熱によ
りほう酸を溶解し、冷却後にこの混合溶液を濾過し、得
られた濾液に標準物質としてストロンチウムを加えてか
ら水を加えて一定量とし、これを試料溶液として高周波
誘導結合型プラズマ発光法を用いてチタンの発光強度を
測定し、内部標準法によりチタンを定量する分析方法を
その解決手段としている。
【0005】
【作用】加圧ルツボを用いて試料を硝酸,ふっ酸を用い
て加熱,撹拌を繰り返すことにより、試料が完全に分解
される。上記硝酸は粘性の影響で負の干渉を示すが、試
料溶液と検量線作成用溶液中の試薬濃度を同一にし、更
にストロンチウム内部標準法を用いて測定することによ
り、上記の影響を抑えることが可能となった。又、合成
溶液を測定した時の変動係数,回収率がともに実用上充
分満足できる分析精度が得られた。
【0006】
【実施例】以下、本発明にかかるCu−Cr−Bi−T
e−Ti系電極中のBiの分析方法の具体的な実施例を
説明する。
【0007】先ず図1のフローチャートに基づいて、本
実施例の基本的な操作手順を説明する。
【0008】先ずステップ101で試料となる電極をクロ
ロホルムで脱脂し、良く乾燥した後、ステップ102でテ
フロン製の加圧ルツボ内で硝酸とふっ酸を加え、ステッ
プ103で所定温度での加熱、撹拌を繰り返し行うことに
よって試料を完全に分解する。分析をより高精度に行う
ため、使用する試薬はホールピペット、マイクロピペッ
トなどで計るのが好ましい。
【0009】試料の加熱条件は特に限定されないが、1
00〜250℃、好ましくは170℃の恒温槽で約1時
間行う。恒温槽から取り出した後、スターラー上で一定
の時間撹拌する。これらの操作を2回繰り返すことによ
り、試料電極は充分に分解される。
【0010】次にこの分解液を冷却した後、ステップ10
4でほう酸中に移し入れ、混合した後加熱によりほう酸
を溶解する。ここでほう酸を用いるのはガラス,石英な
どを侵食するF- のマスキングを行うためである。
【0011】更に上記で得られた分解液を冷却し、ステ
ップ105で濾紙を用いて濾過し、濾液をメスフラスコな
どに受ける。上記濾紙は硝酸,イオン交換水で良く洗
い、ステップ106で前記の濾液と洗液を合わせた液中に
標準物質としてストロンチウムを加え、水を加えて一定
量とし、これをステップ107でICP法による電極中の
チタンの定量分析方法における試料溶液とする。
【0012】ところで、通常は標準物質としてイットリ
ウムなどの希土類が一般に使用されるが、本発明に係る
分析方法では通常セラミックの大半がふっ酸を使用して
試料を溶解することから、ふっ酸とイットリウムが反応
してふっ化物として析出する危険性があり、このため内
部標準物質としてストロンチウムを採用する。
【0013】以下、本発明に係るICP法による電極中
のチタンの定量分析方法の詳細を実施例に基づいて説明
する。
【0014】〔1〕 分析方法の操作手順 〔1−1 試料の分解および試料溶液調製方法〕 (1)クロロホルムで脱脂、乾燥した試料を0.4g採
取して、テフロン製加圧ルツボ内に入れる。
【0015】(2)加圧ルツボ内に、回転子、硝酸20
ml,ふっ酸0.5mlを入れて密栓し、スターラ上で
2〜3分間撹拌する。
【0016】(3)170℃の恒温槽中で約1時間乾燥
する。乾燥後に恒温槽から取り出して、スターラ上で3
0分間撹拌する。この操作を2回繰り返して試料を完全
に分解する。
【0017】(4)冷却後、分解液の全量をほう酸が
1.00g入ったポリビーカーにイオン交換水を用いて
移し入れ、ウオータバス上で加温してほう酸を溶解す
る。
【0018】(5)冷却後、No.5Cの濾紙を用いて
濾過し、濾液を200mlのメスフラスコに受ける。
【0019】(6)濾紙は硝酸50mlとイオン交換水
で良く洗い、前記の濾液と洗液を合わせた液中に標準物
質としてストロンチウム2.0mgを加えて200ml
とし、試料溶液とする。
【0020】〔2〕 分析装置、測定条件および試薬 〔2−1 分析装置〕ICP発光分光装置は島津製IC
PS−1000−2型を用いた。
【0021】〔2−2 測定条件〕測定条件を表1に示
す。
【0022】
【表1】
【0023】〔2−3 試薬〕実験に使用した試薬のリ
ストを表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】〔3〕 実験および結果 〔3−1 分析線の選定〕チタンの分析に最も適した波
長を選定するため、電極を構成する各元素の単独溶液及
び試薬を用いて分析線の選定を定性的に行った。その結
果を図2〜図7に示す。
【0026】尚、試料溶液中の各元素の濃度はBiが2
00ppm、Cuが2800ppm、Crが1200p
pm、Teが30ppm、Tiが30ppm、Srが1
0ppm、ほう酸20000ppm−ふっ酸5ppm、
Srが10ppmである。そして、これらの濃度の溶液
を用いて分析線の選定を行った。
【0027】図2,図3は波長334.941nmの発
光スペクトルであり、図2からCrの発光線の重複が観
察され、Crの妨害が予測されるため、分析線として不
適当である。
【0028】図4,図5は波長336.121nmの発
光スペクトルであり、共存物質は全てベースライン上に
あり、Tiの分析線として適している。
【0029】図6,図7は波長337.280nmの発
光スペクトルであり、この例でも共存物質は全てベース
ライン上にあってTiの分析線として適している。従っ
て分析線としては336.121nmと337.280
nmが採用可能であるが、本実施例では発光強度の高い
336.121を採用した。
【0030】〔3−2 感度(HV)の選定〕感度(H
V)とはホトマルに印加する高電圧のことで、濃度によ
り最適なHVが存在する。
【0031】このためチタン濃度20ppm溶液を用い
てHVの選定を行った。その結果を図8〜図10に示
す。
【0032】図10はHVが30の場合を示しており、
発光強度が飽和している。感度HVは飽和しない限り高
い方が好ましいので、ここでは図9に示した結果からH
Vとして20を採用した。
【0033】〔3−3 内部標準物質とその波長の選
定〕内部標準物質としてイットリウムなどの希土類が一
般に使用されるが、本試料のようにふっ酸で分解した試
料では、ふっ酸とイットリウムが反応してYF3として
析出などの様に希土類はふっ化物として析出する危険性
がある。このためストロンチウムを内部標準物質として
採用した。ストロンチウムの分析線を選定するため、ス
トロンチウムの代表的な波長3本(216.596n
m、407.771nm、421.522nm) のプロ
ファイルを測定して定性的に行った。その結果を図11
〜図13に示す。図11,図12に示した波長407.
771nm及び421.552nmではストロンチウム
の発光線のみで共存物質は全てベースライン上にありス
トロンチウムに対する妨害は観察されなかった。このこ
とから、分析線として波長407.771nmと421.
552nmとが使用可能であるが、ここでは分析線とし
て発光強度の高い波長421.552nm を採用した。
【0034】〔3−4 検量線の精度〕前記試料溶液中
のチタン濃度は約20ppmとなる。このためチタン濃
度10〜40ppmの範囲で検量線の精度を確かめた。
その結果を図14に示す。この図から、検量線はほぼ原
点を通り、相関係数は0.9999、標準偏差は0.0
080ppmと非常に良い精度を示していることがわか
る。
【0035】〔3−5 試薬の影響〕チタン濃度20p
pm溶液に硝酸,ほう酸を各々段階的に加えてその影響
を定量的に調べた。その結果を図15に示す。
【0036】影響の有無の判定は、回収率(測定値×1
00/仕込み値)の±2%として図中に許容範囲として
破線で表示した。
【0037】検量線法で測定すると、硝酸,ほう酸とも
負の影響を示した。このことは硝酸及びほう酸の共存に
より、試料溶液の粘度が上昇し、試料吸い込み量が低下
して見掛けの発光強度が低くなったためである。
【0038】一方、内部標準法で測定した結果では、粘
性の影響が補正されて、破線で示した許容範囲に入るこ
とが判明した。
【0039】〔3−6 共存元素の影響〕チタン濃度2
0ppm溶液にTe,Bi,Cr,Cu及びSrを各々
段階的に加えてそれらの共存元素の影響を定量的に調べ
た。
【0040】その結果を図16〜図20に示す。これら
の影響の有無の判定はチタンの回収率の±2%以内と
し、図中に許容範囲として破線で表示した。図16〜図
20から、Ti,Te,Cr,Cu,Srはいずれの元
素も破線で示した許容範囲内で影響のないことが判明し
た。
【0041】〔3−7 内部標準物質ストロンチウムに
対する試薬の影響〕ストロンチウム濃度10ppm溶液
に硝酸,ほう酸を各々段階的に加えてその影響を定量的
に調べた。その結果を図21に示す。
【0042】この結果、検量線法で測定すると、硝酸と
ほう酸は負の影響を示し、特に硝酸の影響が大きいこと
が判明した。即ち、硝酸はその添加量が増すとストロン
チウムの回収率は低下した。これは硝酸の共存により、
供試料の粘度が上昇して試料吸い込み量が減少し、発光
強度が低下したためである。
【0043】一方、内部標準法で測定した結果は何れも
破線で示した許容範囲内にあり、影響がないことが判明
した。従って内部標準法を採用し、試料溶液と検量線溶
液中の試薬濃度を同一にして試薬の影響を抑えることに
した。
【0044】〔3−8 内部標準物質ストロンチウムに
対する共存元素の影響〕ストロンチウム濃度10ppm
溶液にTi,Te,Bi、Cr及びCuを各々段階的に
加えてそれぞれの元素のストロンチウムに対する影響を
定量的に調べた。その結果を図22〜図26に示す。
【0045】いずれの元素も破線で示した許容範囲内に
あり、ストロンチウムに対する影響はなかった。
【0046】〔3−9 合成溶液による分析精度の検
証〕上記検討した条件での分析精度を検証するため、合
成溶液を5個調製した。そ 00.5%と、実用上十分満足出来る精度が得られた。
【0047】以下、表3に合成溶液の組成、表4に検量
線作成用溶液の組成、及び表5に測定結果をそれぞれ示
す。
【0048】
【表3】
【0049】
【表4】
【0050】
【表5】
【0051】〔3−10 実試料の分析結果〕三菱電気
製真空しゃ断器低サージ用VI電極中のチタン濃度は
0.90%であった。
【0052】〔4〕 考察 以上の結果から、本実施例に係るICP法によるCu−
Cr−Bi−Te−Ti系電極中のチタンの分析方法を
検討することにより、次の知見が得られた。
【0053】(4−1) 試料の分解方法 従来の王水分解方法では試料を完全に分解することが出
来なかったが、本実施例で採用した加圧ルツボを用いて
試料を硝酸,ふっ酸で加熱,撹拌を繰り返すことによ
り、試料を完全に分解することが可能となった。
【0054】(4−2) 分解試薬の影響 硝酸は粘性の影響で負の干渉を示した。この影響を抑え
るため試料溶液と検量線作成用溶液中の試薬濃度を同一
にし、更にストロンチウム内部標準法を用いて測定する
ことにより、上記の影響を抑えることが可能となった。
【0055】(4−3) 分析精度 合成溶液を5個測定した時の変動係数は0.47 、回
収率100.5% といずれも実用上十分満足できる精度
であった。
【0056】
【発明の効果】本発明に係るICP法によるCu−Cr
−Bi−Te−Ti系電極中のチタンの分析方法によれ
ば、加圧ルツボを用いて試料を硝酸,ふっ酸で加熱,撹
拌を繰り返すことにより、従来の王水分解方法では試料
を完全に分解することが出来なかった試料を完全に分解
することができる。上記硝酸は、粘性の影響で負の干渉
を示すが、試料溶液と検量線作成用溶液中の試薬濃度を
同一にし、更にストロンチウム内部標準法を用いて測定
することにより、上記の影響を抑えることが出来る。
【0057】更に合成溶液を測定した時の変動係数,回
収率がともに実用上充分満足できる分析精度が得られ、
その結果電極中のチタンが高感度に定量され、これによ
り電極中のチタンの組成と特性との関係を明確にすると
共に、電極の品質管理及び工程管理を向上させることを
可能とするという大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる電極中のチタンの定量分析方法
の基本的な操作手順を示すフローチャート。
【図2】波長334.941nmにおける各種元素の発
光スペクトルを示すグラフ。
【図3】波長334.941nmにおける各種元素の発
光スペクトルを示すグラフ。
【図4】波長336.121nmにおける各種元素の発
光スペクトルを示すグラフ。
【図5】波長336.121nmにおける各種元素の発
光スペクトルを示すグラフ。
【図6】波長337.280nmにおける各種元素の発
光スペクトルを示すグラフ。
【図7】波長337.280nmにおける各種元素の発
光スペクトルを示すグラフ。
【図8】波長336.121nm,チタン濃度20pp
m溶液を用いてHVの選定(HV10の場合)を行った
グラフ。
【図9】波長336.121nm,チタン濃度20pp
m溶液を用いてHVの選定(HV20の場合)を行った
グラフ。
【図10】波長336.121nm,チタン濃度20p
pm溶液を用いてHVの選定(HV30の場合)を行っ
たグラフ。
【図11】内部標準物質としてのストロンチウムの波長
407.771nmにおける共存物質のプロファイルを
示すグラフ。
【図12】内部標準物質としてのストロンチウムの波長
421.552nmにおける共存物質のプロファイルを
示すグラフ。
【図13】内部標準物質としてのストロンチウムの波長
216.596nmにおける共存物質のプロファイルを
示すグラフ。
【図14】チタンの検量線を示すグラフ。
【図15】試薬の影響を示すグラフ。
【図16】Teの影響によるチタンの回収率の許容範囲
を定量的に示すグラフ。
【図17】Biの影響によるチタンの回収率の許容範囲
を定量的に示すグラフ。
【図18】Crの影響によるチタンの回収率の許容範囲
を定量的に示すグラフ。
【図19】Cuの影響によるチタンの回収率の許容範囲
を定量的に示すグラフ。
【図20】Srの影響によるチタンの回収率の許容範囲
を定量的に示すグラフ。
【図21】ストロンチウムに対する試薬の影響を示すグ
ラフ。
【図22】Tiの影響によるストロンチウムの回収率の
許容範囲を定量的に示すグラフ。
【図23】Teの影響によるストロンチウムの回収率の
許容範囲を定量的に示すグラフ。
【図24】Biの影響によるストロンチウムの回収率の
許容範囲を定量的に示すグラフ。
【図25】Crの影響によるストロンチウムの回収率の
許容範囲を定量的に示すグラフ。
【図26】Cuの影響によるストロンチウムの回収率の
許容範囲を定量的に示すグラフ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料電極を脱脂,乾燥した後、加圧ルツ
    ボ内で硝酸とふっ酸を加え、所定温度での加熱と撹拌と
    を繰り返し行うことによって試料電極を充分に分解し、
    この分解液を冷却した後にほう酸を混合して、加熱によ
    りほう酸を溶解し、冷却後にこの混合溶液を濾過し、得
    られた濾液に標準物質としてストロンチウムを加えてか
    ら水を加えて一定量とし、これを試料溶液として高周波
    誘導結合型プラズマ発光法を用いてチタンの発光強度を
    測定し、内部標準法によりチタンを定量することを特徴
    とする電極中のチタンの定量分析方法。
  2. 【請求項2】 試料電極がCu−Cr−Bi−Te−T
    i系である請求項1記載の電極中のチタンの定量分析方
    法。
JP26162691A 1991-10-09 1991-10-09 電極中のチタンの定量分析方法 Pending JPH0599851A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104458369A (zh) * 2014-11-18 2015-03-25 湖北新华光信息材料有限公司 一种等离子光谱法检测用氧化钛溶液样品的制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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