鎵基液態(tài)金屬化學(xué)分析方法電感耦合等離子體質(zhì)譜法2023-12-28發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T43604《鎵基液態(tài)金屬化學(xué)分析方法》的第1部分。GB/T43604已經(jīng)發(fā)布了以下部分：請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本文件由全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC243)歸口。本文件起草單位：國(guó)標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司、云南中宣液態(tài)金屬科技有限公司、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司、國(guó)合通用(青島)測(cè)試評(píng)價(jià)有限公司、廣東省韶關(guān)市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)所、紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司、北礦檢測(cè)技術(shù)股份有限公司、廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司、郴州市產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)所、廣東省科學(xué)院工業(yè)分析檢測(cè)中心、株洲科能新材料股份有限公司、云南科威液態(tài)金屬谷研發(fā)有限公司、云南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院。Ⅱ鎵基液態(tài)金屬是一類(lèi)新興功能材料，室溫下呈液態(tài)，具有良好的流動(dòng)性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、生物相容性、自愈性和安全無(wú)毒等特點(diǎn)。鎵基液態(tài)金屬在芯片散熱、熱量傳輸、印刷電子、醫(yī)療健康、軟體機(jī)器人、傳感器和執(zhí)行器、防偽標(biāo)識(shí)等領(lǐng)域極具發(fā)展?jié)摿?。GB/T39859《鎵基液態(tài)金屬》根據(jù)熔融溫度將產(chǎn)品分為5類(lèi)。產(chǎn)品的化學(xué)成分對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)有重要影響，同時(shí)鉛、鎘、汞等有害元素在RoHS指令中有明確的限量要求。GB/T43604擬由兩個(gè)部分構(gòu)成。——第1部分：鉛、鎘、汞、砷含量的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法。目的在于確立鉛、鎘、汞、砷含量的測(cè)定方法?！?部分：六價(jià)鉻含量的測(cè)定分光光度法。目的在于確立六價(jià)鉻的測(cè)定方法GB/T43604旨在通過(guò)規(guī)定適用范圍，規(guī)范試劑、材料及儀器設(shè)備并列出詳細(xì)試驗(yàn)步驟等建立鎵基液態(tài)金屬的化學(xué)分析方法。本文件作為系列方法的第1部分，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定鎵基液態(tài)金屬中鉛、鎘、汞、砷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。電感耦合等離子體質(zhì)譜具有干擾小、多元素同時(shí)測(cè)定、檢出限低等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于有色金屬及其化合物中痕量雜質(zhì)元素的測(cè)定。本文件的建立解決了鎵基液態(tài)金屬中鉛、鎘、汞、砷的測(cè)定問(wèn)題，對(duì)促進(jìn)產(chǎn)品的生產(chǎn)與貿(mào)易具有重要意義。1鎵基液態(tài)金屬化學(xué)分析方法電感耦合等離子體質(zhì)譜法1范圍本文件描述了鎵基液態(tài)金屬中鉛、鎘、汞、砷本文件適用于鎵基液態(tài)金屬中鉛、鎘、汞、砷含量的測(cè)定。測(cè)定范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):0.0001%~2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)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(duì)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/T6682分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定GB/T17433冶金產(chǎn)品化學(xué)分析基礎(chǔ)術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T17433界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。試料以硝酸、鹽酸分解，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀直接測(cè)定，按工作曲線(xiàn)法計(jì)算各元素的質(zhì)量濃度，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示測(cè)定結(jié)果。以?xún)?nèi)標(biāo)法校正儀器漂移和基體效應(yīng)對(duì)測(cè)定的影響。5試劑或材料除非另有說(shuō)明，在分析中僅使用確認(rèn)為優(yōu)級(jí)純及以上的試劑。5.3硝酸(p=1.42g/mL)。5.4過(guò)氧化氫(p=1.1g/mL)。5.5硝酸-重鉻酸鉀溶液：稱(chēng)取0.5g重鉻酸鉀用水溶解后，加入50mL硝酸(5.3),移入1000mL容量5.6標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：鉛、鎘、汞、砷、銠、鉈采用有效期內(nèi)有證書(shū)的單元素標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液，質(zhì)量濃度為100μg/mL。也可以按照5.7～5.12配制方法進(jìn)行配制使用。25.7鉛標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱(chēng)取0.1000g金屬鉛(wm≥99.99%)于250mL燒杯中，加入50mL水和25mL硝酸(5.3),加熱溶解，冷卻，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含5.8鎘標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱(chēng)取0.1000g金屬鎘(wca≥99.99%)于250mL燒杯中，加入50mL硝酸5.9汞標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱(chēng)取0.1354g預(yù)先經(jīng)硅膠干燥器充分干燥過(guò)的二氯化汞[w(HgCl?)≥99.95%],加入5mL硝酸(5.3)及少量水，微熱溶解后移入1000mL容量瓶中，用硝酸-重鉻酸鉀溶液(5.5)稀釋至5.10砷標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱(chēng)取0.1000g單質(zhì)砷(wA≥99.99%)于250mL燒杯中，加入50mL硝酸(5.3),加熱溶解，冷卻，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1mL含100μg砷。5.11銠標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱(chēng)取0.1000g銠粉(wRh≥99.99%),置于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入10mL鹽酸(5.2),3mL過(guò)氧化氫(5.4),密封。于210℃條件下溶解約4h至試料溶解完全，冷卻，移入5.12鉈標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：稱(chēng)取0.1117g預(yù)先在100℃~105℃烘1h并于干燥器中冷至室溫的三氧化二鉈基準(zhǔn)試劑，置于100mL燒杯中，加入少量水和10mL硝酸(5.3)低溫加熱溶解，冷卻，移入5.13混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：分別移取1.00mL鉛、鎘、汞、砷標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液(5.7～5.10)于100mL容量瓶5.14混合內(nèi)標(biāo)溶液：分別移取1.00mL銠、鉈標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液(5.11、5.12)于100mL容量瓶中，加入5mL硝酸(5.3),用水稀釋至刻度，混勻。此溶液1mL含銠、鉈各1μg。5.15氬氣：體積分?jǐn)?shù)不小于99.99%。5.16氦氣：體積分?jǐn)?shù)不小于99.999%。5.17氫氣：體積分?jǐn)?shù)不小于99.999%。6儀器設(shè)備6.1電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。氬氣(5.15)為載氣，氦氣(5.16)或氫氣(5.17)為碰撞/反應(yīng)池氣體，在碰撞/反應(yīng)模式下消除3Cl°Ar+、3Cl38Ar+和71GaAr+等多原子離子干擾。質(zhì)量分辨率不大于0.8u。6.2待測(cè)元素推薦采用的同位素質(zhì)量數(shù)、內(nèi)標(biāo)元素和測(cè)定模式見(jiàn)表1。表1待測(cè)元素推薦的同位素質(zhì)量數(shù)、內(nèi)標(biāo)元素和測(cè)定模式元素同位素質(zhì)量數(shù)內(nèi)標(biāo)元素測(cè)定模式As碰撞/反應(yīng)模式碰撞/反應(yīng)模式Hg標(biāo)準(zhǔn)模式206/208標(biāo)準(zhǔn)模式樣品應(yīng)貯存在通風(fēng)良好、干燥、環(huán)境溫度0℃~40℃、相對(duì)濕度不大于70%的貯存室中。室內(nèi)應(yīng)無(wú)3GB/T43604.1—20238試驗(yàn)步驟8.1試料稱(chēng)取0.08g～0.10g樣品(7),精確至0.0001g。8.2平行試驗(yàn)平行做兩份試驗(yàn)，取其平均值。8.3空白試驗(yàn)隨同試料做空白試驗(yàn)。8.4測(cè)定8.4.1將試料(8.1)置于15mL離心管或試管中，加入1mL鹽酸(5.2)和1mL硝酸(5.3),沸水浴加熱至溶解完全，冷卻后移入100mL容量瓶中。加入1.00mL混合內(nèi)標(biāo)溶液(5.14),用水稀釋至刻度，混勻。根據(jù)待測(cè)元素的濃度和所用儀器的靈敏度，分析試液(8.4.1)可適當(dāng)稀釋后測(cè)定?；旌蟽?nèi)標(biāo)溶液(5.14)也可適當(dāng)稀釋后在線(xiàn)加入。8.4.2在選定的儀器工作條件下，依次測(cè)定空白溶液(8.3)及分析試液(8.4.1),按工作曲線(xiàn)法計(jì)算空白溶液及分析試液中各待測(cè)元素的質(zhì)量濃度。8.5工作曲線(xiàn)的繪制8.5.1分別移取0mL、0.10mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(5.13)于一組100mL容量瓶中，混合內(nèi)標(biāo)溶液(5.14)的加入量和加入方式與分析試液(8.4.1)保持一致，用水稀釋至刻度，混勻。工作曲線(xiàn)的濃度梯度可根據(jù)分析試液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)至少包括5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)系列溶液用時(shí)現(xiàn)配。8.5.2由低濃度到高濃度依次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(8.5.1)。以待測(cè)元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，待測(cè)元素與內(nèi)標(biāo)元素信號(hào)強(qiáng)度的比值為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線(xiàn)。各元素工作曲線(xiàn)線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)應(yīng)不小于0.999。9試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理待測(cè)元素含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)w,計(jì)，按公式(1)計(jì)算： 式中：p?——分析試液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，單位為納克每毫升(ng/mL);p?——空白溶液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，單位為納克每毫升(ng/mL);V——分析試液的體積，單位為毫升(mL);m——試料的質(zhì)量，單位為克(g)。計(jì)算結(jié)果表示到小數(shù)點(diǎn)后4位，結(jié)果為0.010%時(shí)表示到小數(shù)點(diǎn)后3位。數(shù)值修約按照GB/T8170規(guī)定執(zhí)行。410精密度在重復(fù)性條件下獲得的兩個(gè)獨(dú)立測(cè)試結(jié)果的測(cè)定值，在以下給出的平均值范圍內(nèi)，這兩個(gè)測(cè)試結(jié)果的絕對(duì)差值不超過(guò)重復(fù)性限(r),超過(guò)重復(fù)性限(r)的情況不超過(guò)5%。重復(fù)性限(r)按表2數(shù)據(jù)采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法或外延法求得。從實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)結(jié)果得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)附錄A。wx/%10.2再現(xiàn)性在再現(xiàn)性條件下獲得的兩個(gè)獨(dú)立測(cè)試結(jié)果的測(cè)定值，在以下給出的平均值范圍內(nèi)，兩個(gè)測(cè)試結(jié)果的絕對(duì)差值不超過(guò)再現(xiàn)性限(R),超過(guò)再現(xiàn)性限(R)的情況不超過(guò)5%。再現(xiàn)性限(R)按表3數(shù)據(jù)采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法或外延法求得。表3再現(xiàn)性限(R)11試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)給出以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：——試驗(yàn)對(duì)象；——本文件編號(hào)；——分析結(jié)果及其表示；——與基本分析步驟的差異；——觀測(cè)到的異常現(xiàn)象；——試驗(yàn)日期。5(資料性)從實(shí)驗(yàn)室間試驗(yàn)結(jié)果得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)精密度