金屬鍺化學(xué)分析方法第3部分：痕量雜質(zhì)元素的測定輝光放電質(zhì)譜法2022-12-30發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會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/T37211《金屬鍺化學(xué)分析方法》的第3部分。GB/T37211已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：砷含量的測定砷斑法；電感耦合等離子體質(zhì)譜法；——第3部分：痕量雜質(zhì)元素的測定輝光放電質(zhì)譜法。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC203)與全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會材料分技術(shù)委員會(SAC/TC203/SC2)共同提出并歸口。本文件起草單位：安徽光智科技有限公司、云南馳宏鋅鍺股份有限公司、國標(biāo)(北京)檢驗認證有限公司、云南臨滄鑫圓鍺業(yè)股份有限公司、東方電氣(樂山)峨半高純材料有限公司、有研國晶輝新材料有限公司、廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司、廣東飛成新材料有限公司。Ⅱ金屬鍺用途十分廣泛，是傳統(tǒng)材料更是當(dāng)代高科技新材料的重要組成部分。紅外鍺單晶、含鍺光纖、半導(dǎo)體鍺片等材料廣泛用于通訊技術(shù)、電子計算機、宇航開發(fā)、感光材料、光電材料、能源材料等領(lǐng)域。鍺具有親石、親硫、親鐵、親有機的化學(xué)性質(zhì)，很難獨立成礦，一般以分散狀態(tài)分布于其他元素組成的礦物中，成為多種金屬礦床的伴生組分。GB/T37211《金屬鍺化學(xué)分析方法》是金屬鍺化學(xué)分析方法的系列標(biāo)準(zhǔn)，對于提高金屬鍺生產(chǎn)技術(shù)能力和工藝控制水平，滿足國內(nèi)外市場需求有重要意義。GB/T37211由3個部分構(gòu)成?！?部分：砷含量的測定砷斑法。目的在于確立金屬鍺中的砷含量的測定方法。電感耦合等離子體質(zhì)譜法。目的在——第3部分：痕量雜質(zhì)元素的測定輝光放電質(zhì)譜法。目的在于確立金屬鍺中痕量雜質(zhì)元素的測定方法。隨著社會的發(fā)展和技術(shù)進步，鍺的高端應(yīng)用在不斷地拓展，用輝光放電質(zhì)譜儀測定金屬鍺中雜質(zhì)元素含量已成為應(yīng)用端的日常需求，本文件的制定對于研究鍺的理化性能、把控產(chǎn)品質(zhì)量等具有十分重要的意義。在一定程度上能夠加強產(chǎn)品質(zhì)量基礎(chǔ)，為質(zhì)量升級提供技術(shù)支撐，具有較大的社會效益。1金屬鍺化學(xué)分析方法第3部分：痕量雜質(zhì)元素的測定輝光放電質(zhì)譜法本文件規(guī)定了輝光放電質(zhì)譜法測定金屬鍺中痕量雜質(zhì)元素含量的方法。本文件適用于金屬鍺中痕量雜質(zhì)元素含量的測定，測定范圍為0.001mg/kg～2mg/kg.2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/T14264半導(dǎo)體材料術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T14264界定的術(shù)語和定義適用于本文件。樣品作為陰極進行輝光放電，在氬氣氣氛下，其表面原子被濺射而脫離樣品進入輝光放電等離子體中，在等離子體中離子化后被導(dǎo)入質(zhì)譜儀。在各元素的同位素質(zhì)量數(shù)處以預(yù)設(shè)的掃描點數(shù)和積分時間對相應(yīng)譜峰積分，所得面積即為譜峰強度。有標(biāo)準(zhǔn)樣品時，首先在相同測定條件下對標(biāo)準(zhǔn)樣品進行獨立測定獲得相對靈敏度因子，然后用該相對靈敏度因子計算出各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；無標(biāo)準(zhǔn)樣品時，計算機根據(jù)儀器軟件中的“典型相對靈敏度因子”自動計算出各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。5干擾因素樣品檢測前需對儀器檢測器工作效率進行校正，否則會造成測試誤差。6試劑或材料除非另有說明，在分析中僅使用電阻率不低于18.2MΩ·cm的純水，試驗所用的試劑均為MOS級。6.1無水乙醇。6.2混合酸：硝酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71%)、氫氟酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為49%)體積比為9:1。6.3空白樣品：雜質(zhì)元素含量低于被測樣品的高純鍺樣品。26.4儀器檢測器校正樣品：高純鉭(wra≥99.99%)6.5銦片(wm≥99.9999%)。6.6氬氣：體積分?jǐn)?shù)不小于99.999%。6.7氮氣：體積分?jǐn)?shù)不小于99.99%。7儀器設(shè)備輝光放電質(zhì)譜儀：質(zhì)量分辨率大于3000,各待測元素的測定同位素質(zhì)量數(shù)見表1。測定時4Ge的譜峰強度應(yīng)不小于1×10°cps,峰形符合分辨率要求。表1同位素質(zhì)量數(shù)元素同位素質(zhì)量數(shù)元素同位素質(zhì)量數(shù)元素同位素質(zhì)量數(shù)元素同位素質(zhì)量數(shù)7YbBe9NiBHfFINaWMgAsAlBrBaPPtSPrAuYNdHgKNbPbMoBiVDyUPdHo MnAgFe8樣品不同的儀器對樣品的幾何形狀和大小的要求不同，滿足樣品池要求的樣品均可以測試。常用的樣品制備方法如下：a)對于大塊狀樣品，直接切割成直徑為12mm～40mm,厚度為1mm～20mm的片狀樣品，并將樣品待分析面加工平整，也可以直接切割成直徑為2mm～3mm,長度為18mm～23mm3GB/T37211.3—2022的棒狀樣品；b)對于粉末和顆粒狀樣品，可將樣品鋪在表面干凈、大小合適的銦片(6.5)上，適當(dāng)加壓，將樣品9試驗步驟9.1樣品預(yù)處理除粉末樣品外，所有樣品應(yīng)用混合酸(6.2)常溫腐蝕3min～5min,然后用純水沖洗3次～5次，最后用無水乙醇(6.1)清洗一遍，取出后用氮氣(6.7)吹干或在潔凈臺中晾干，待用。9.2儀器檢測器校正每次換放電池后，用儀器檢測器校正樣品(6.4)校正儀器檢測器工作效率(ICE),使ICE處于0.7～0.9之間。9.3儀器背景空白試驗測定空白樣品(6.3),觀察被測元素的儀器背景情況。9.4測定9.4.1選擇適當(dāng)電流對樣品預(yù)濺射10min～20min,以清除樣品表面污染。9.4.2調(diào)節(jié)儀器參數(shù)到分析所需要的條件，樣品在氬氣(6.6)氣氛下陰極放電進行測量。同一濺射點連續(xù)采集的3個測量數(shù)據(jù)的精密度滿足表2中相對偏差的要求時，取其平均值作為測量結(jié)果。被測元素的含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，計算機直接給出計算結(jié)果。10試驗數(shù)據(jù)處理鍺中待測元素X的含量wx按公式(1)計算： (1)式中：Wx——待測元素X的含量，單位為毫克每千克(mg/kg);RSF(X/Ge)——待測元素X的相對靈敏度因子；Ix——待測元素X的同位素譜峰強度，cps;Age——Ge元素的同位素豐度；Ax——待測元素X的同位素豐度；WGe——Ge元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單位為毫克每千克(mg/kg)。11允許差11.1實驗室內(nèi)的分析結(jié)果應(yīng)不大于表2所列的相對偏差。4表2實驗室內(nèi)相對偏差mg/kg相對偏差%0.001～0.01>0.01～0.05>0.05～0.2>0.2～111.2實驗室之間的分析