4稀土氧化物中雜質(zhì)元素化學(xué)分析方法輝光放電質(zhì)譜法本文件規(guī)定了氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥、氧化釔和氧化鈧中73種雜質(zhì)元素含量的測定方法。本文件適用于氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿、氧化镥、氧化釔和氧化鈧中73種雜質(zhì)元素含量的測定，測定范圍本文件不適用于表2所列稀土氧化物中雜質(zhì)元素的測定。對于離子源部件為鉭材料的儀器，不適用于所有稀土氧化物中Au、Ta的測定。表1測定范圍NiBHfFINaWPSKNdYNbVU5表2不適用的稀土氧化物中的元素Hf2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6379.2測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度（正確度與精密度）第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1相對靈敏度因子relativesensitivefactor；RSF進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜分析時，采用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行測定的用于校正基體對不同元素的影響及不同元素靈敏度差異的因子。3.2低速流lowspeedstream在輝光放電過程中，放電氣體流速不大于1mL/min的氣流。3.3高速流highspeedstream在輝光放電過程中，放電氣體流速不小于400mL/min的氣流。4方法提要稀土氧化物樣品采用第二陰極法制成樣片，作為陰極在輝光離子源中進(jìn)行輝光放電。其表面原子被等離子體中帶電粒子轟擊發(fā)生濺射，濺射產(chǎn)生的原子被離子化，離子束進(jìn)入磁電雙聚焦質(zhì)量分析器，在選定的待測元素同位素質(zhì)量處測定譜峰強(qiáng)度，譜峰強(qiáng)度按照預(yù)設(shè)的掃描點數(shù)和積分時間對應(yīng)的峰面積進(jìn)行積分。無標(biāo)準(zhǔn)樣品時，計算機(jī)根據(jù)儀器軟件自帶的“標(biāo)準(zhǔn)相對靈敏度因子”自動計算出各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得到半定量分析結(jié)果；有標(biāo)準(zhǔn)樣品時，應(yīng)在與被測試樣相同的分析條件下對標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行獨(dú)立測定以校正相對靈敏度因子，應(yīng)用校正后的相對靈敏度因子計算各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，得到定量分析結(jié)果。5試劑和材料除非另有說明，在分析中僅使用確認(rèn)為MOS級及以上試劑和符合GB/T6682規(guī)定的一級水。5.1銦箔：將高純銦（wIn≥99.9999%)用壓片機(jī)（6.2）壓成箔狀。對于低速流輝光放電質(zhì)譜儀，控制銦箔直6徑約15mm、厚度約0.5mm；對于高速流輝光放電質(zhì)譜儀，控制銦箔直徑約30mm、厚度約1mm。將銦箔置于硝酸（5.5）中清洗約30s，再用一級水超聲清洗30min，取出，于100℃烘箱中烘干備用。5.2高純鉭校正樣品（wTa≥99.99%）。5.3銅校正樣品：含有鋁、鐵、錫、鉛元素（wx≥10μg/g）。5.4稀土氧化物標(biāo)準(zhǔn)樣品/控制樣品：在可獲得的情況下，待測雜質(zhì)元素的指定值在方法測定范圍內(nèi)。5.5硝酸(1+1)5.6高純氬氣（體積分?jǐn)?shù)≥99.9999%）。6儀器設(shè)備6.1輝光放電質(zhì)譜儀：質(zhì)量分辨率應(yīng)大于3000（10%峰谷）；工作環(huán)境溫度應(yīng)為20℃~24℃,溫度變化應(yīng)不大于1℃/h，相對濕度應(yīng)不大于65%。6.2壓片機(jī)：最大壓力應(yīng)不小于10MPa。6.3超聲清洗機(jī)：最大工作頻率應(yīng)不小于30KHz。6.4烘箱：最高工作溫度應(yīng)大于110℃。7樣品取10mg~20mg試料置于銦箔（5.1）的中間位置，攤平、鋪開成近似圓形薄層，在試料表面蓋一張稱量紙，用聚四氟乙烯棒將樣品壓實，使試料粘附嵌入到銦箔（5.1）表面，輕輕抖落未粘附的少量試料。對于低速流儀器和高速流儀器，試料薄層直徑應(yīng)分別控制在3mm~5mm和7mm~8mm范圍內(nèi)。8試驗步驟8.1儀器準(zhǔn)備8.1.1檢測器校正：采用高純鉭（5.2）對輝光放電質(zhì)譜儀（6.1）的檢測器進(jìn)行校正，使痕量、微量、主體元素信號強(qiáng)度產(chǎn)生線性關(guān)聯(lián)。8.1.2質(zhì)量校正：用高純鉭校正樣品（5.2）、銅校正樣品（5.3）分別對低速流、高速流輝光放電質(zhì)譜儀（6.1）定期進(jìn)行質(zhì)量數(shù)校正，校正周期根據(jù)具體儀器的質(zhì)量漂移頻率確定。8.2空白試驗在與試樣相同的儀器條件下測量空白樣品。若空白樣品不可獲得時，應(yīng)測試銦箔（5.1）的空白值。8.3測定8.3.1樣品裝入樣品（7）制備完成后，應(yīng)立即裝載到輝光放電離子源中，盡量縮短樣品清潔表面在實驗室環(huán)境的暴露8.3.2定量分析和半定量分析半定量分析開啟輝光放電質(zhì)譜儀，進(jìn)行放電濺射，調(diào)節(jié)離子信號強(qiáng)度不小于5×108CPS。按照表3和表4選擇的待測元素同位素進(jìn)行測量，觀察元素信號強(qiáng)度下降情況，直至連續(xù)3次測量數(shù)據(jù)的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差滿足表5的要求時，即認(rèn)為已濺射去除了表面沾污層，并完成測量。采用儀器軟件的相對靈敏度因子（RSF），進(jìn)行被測元素含量的計算。最后3次測量數(shù)據(jù)的平均值作為測定結(jié)果。7表3通用的測量元素同位素79NiBHfFINaWPSKNdYNbVU表4特殊稀土氧化物的測量元素同位素HfWHfNdHfHfHf表5單點測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差要求%>0.5~5>5~50>50~1505定量分析.1相對靈敏度因子（RSF）的測定使用稀土氧化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（5.4）按進(jìn)行測定，得到稀土基體元素和被測元素的同位素譜峰強(qiáng)度，8按照公式（1）計算相對靈敏度因子（RSF）：ARE1×IX1×k RSFXRE=wX1×AX1×IRE1×10?6ARE1×IX1×k 式中：wX1——稀土氧化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（5.4）中元素X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（標(biāo)準(zhǔn)值單位為微克每克(μg/gAX1——元素X的同位素豐度；IRE1——稀土氧化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（5.4）基體元素的同位素譜峰強(qiáng)度，單位為每秒計數(shù)（cpsARE1——稀土氧化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（5.4）基體元素的同位素豐度；IX1——稀土氧化物標(biāo)準(zhǔn)樣品（5.4）中元素X的同位素譜峰強(qiáng)度，單位為每秒計數(shù)（cpsk——各稀土基體元素單質(zhì)與其氧化物的換算系數(shù)，見表6。表‘換算系數(shù)kkNdY.2樣品測量樣品（7）按照進(jìn)行測量，采用測得的相對靈敏度因子（RSF），進(jìn)行被測元素含量的計算。最后3次測量數(shù)據(jù)的平均值作為測定結(jié)果。9試驗數(shù)據(jù)處理待測元素的含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)wX2計，按式(2)計算：wX2=RSF(XRE)×2×k×106?w待測元素的含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)wX2計，按式(2)計算：式中：RSF(X/RE)——待測元素的相對靈敏度因子；IX2——樣品中待測元素的同位素譜峰強(qiáng)度，單位為每秒計數(shù)（cps）；IRE2——樣品中基體元素的同位素譜峰強(qiáng)度，單位為每秒計數(shù)（cps）；AX2——樣品中待測元素的同位素豐度；ARE2——樣品中基體元素的同位素豐度；k——各稀土元素單質(zhì)與其氧化物的換算系數(shù)，見表6；wX0——空白樣品或銦箔中待測元素空白值，單位為微克每克(μg/g）。分析結(jié)果由計算機(jī)直接給出。元素含量以μg/g表示，結(jié)果小于0.1μg/g，取小數(shù)點后一位有效數(shù)字；結(jié)果大于等于0.1μg/g并小于10μg/g，取兩位有效數(shù)字；結(jié)果大于等于10μg/g，只取整數(shù)部分的有效數(shù)字。數(shù)值修約按GB/T8170的規(guī)定執(zhí)行。10精密度910.1精密度原始數(shù)據(jù)及統(tǒng)計精密度數(shù)據(jù)是在2021年12月至2022年8月，由6家實驗室對16種稀土氧化物中的34種元素進(jìn)行協(xié)同試驗確定的。每個實驗室對16種稀土氧化物中的34種元素在重復(fù)性條件下獨(dú)立測定6次。測試過程中，采用了3種稀土氧化物標(biāo)準(zhǔn)樣品和13種稀土氧化物控制樣品對相對靈敏度因子（RSF）進(jìn)行了測定，并采用測定后的相對靈敏度因子（RSF）計算測試結(jié)果。試驗數(shù)據(jù)按GB/T6379.2進(jìn)行統(tǒng)計分析。10.2重復(fù)性在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在以下給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個測試結(jié)果的絕對差值不超過重復(fù)性限(r)，超過重復(fù)性限(r)的情況不超過5%。重復(fù)性限(r)按表7數(shù)據(jù)采用線性內(nèi)插法或外延法求得：表7重復(fù)性限NaNi6474534P87KY7835575Nd36310.3再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的測定值，在以下給出的平均