鎵基液態金屬化學分析方法電感耦合等離子體質譜法2023-12-28發布國家標準化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件是GB/T43604《鎵基液態金屬化學分析方法》的第1部分。GB/T43604已經發布了以下部分：請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國有色金屬工業協會提出。本文件由全國有色金屬標準化技術委員會(SAC/TC243)歸口。本文件起草單位：國標(北京)檢驗認證有限公司、云南中宣液態金屬科技有限公司、深圳市中金嶺南有色金屬股份有限公司、國合通用(青島)測試評價有限公司、廣東省韶關市質量計量監督檢測所、紫金礦業集團股份有限公司、北礦檢測技術股份有限公司、廣東先導稀材股份有限公司、郴州市產商品質量監督檢測所、廣東省科學院工業分析檢測中心、株洲科能新材料股份有限公司、云南科威液態金屬谷研發有限公司、云南省產品質量監督檢驗研究院。Ⅱ鎵基液態金屬是一類新興功能材料，室溫下呈液態，具有良好的流動性、導電性、導熱性、生物相容性、自愈性和安全無毒等特點。鎵基液態金屬在芯片散熱、熱量傳輸、印刷電子、醫療健康、軟體機器人、傳感器和執行器、防偽標識等領域極具發展潛力。GB/T39859《鎵基液態金屬》根據熔融溫度將產品分為5類。產品的化學成分對產品性質有重要影響，同時鉛、鎘、汞等有害元素在RoHS指令中有明確的限量要求。GB/T43604擬由兩個部分構成。——第1部分：鉛、鎘、汞、砷含量的測定電感耦合等離子體質譜法。目的在于確立鉛、鎘、汞、砷含量的測定方法。—第2部分：六價鉻含量的測定分光光度法。目的在于確立六價鉻的測定方法GB/T43604旨在通過規定適用范圍，規范試劑、材料及儀器設備并列出詳細試驗步驟等建立鎵基液態金屬的化學分析方法。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譜法測定鎵基液態金屬中鉛、鎘、汞、砷的質量分數。電感耦合等離子體質譜具有干擾小、多元素同時測定、檢出限低等優點，已廣泛應用于有色金屬及其化合物中痕量雜質元素的測定。本文件的建立解決了鎵基液態金屬中鉛、鎘、汞、砷的測定問題，對促進產品的生產與貿易具有重要意義。1鎵基液態金屬化學分析方法電感耦合等離子體質譜法1范圍本文件描述了鎵基液態金屬中鉛、鎘、汞、砷本文件適用于鎵基液態金屬中鉛、鎘、汞、砷含量的測定。測定范圍(質量分數):0.0001%~2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構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分析實驗室用水規格和試驗方法GB/T8170數值修約規則與極限數值的表示和判定GB/T17433冶金產品化學分析基礎術語3術語和定義GB/T17433界定的術語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譜儀直接測定，按工作曲線法計算各元素的質量濃度，以質量分數表示測定結果。以內標法校正儀器漂移和基體效應對測定的影響。5試劑或材料除非另有說明，在分析中僅使用確認為優級純及以上的試劑。5.3硝酸(p=1.42g/mL)。5.4過氧化氫(p=1.1g/mL)。5.5硝酸-重鉻酸鉀溶液：稱取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標準貯存溶液：鉛、鎘、汞、砷、銠、鉈采用有效期內有證書的單元素標準貯存溶液，質量濃度為100μg/mL。也可以按照5.7～5.12配制方法進行配制使用。25.7鉛標準貯存溶液：稱取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鎘標準貯存溶液：稱取0.1000g金屬鎘(wca≥99.99%)于250mL燒杯中，加入50mL硝酸5.9汞標準貯存溶液：稱取0.1354g預先經硅膠干燥器充分干燥過的二氯化汞[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砷標準貯存溶液：稱取0.1000g單質砷(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銠標準貯存溶液：稱取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鉈標準貯存溶液：稱取0.1117g預先在100℃~105℃烘1h并于干燥器中冷至室溫的三氧化二鉈基準試劑，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混合標準溶液：分別移取1.00mL鉛、鎘、汞、砷標準貯存溶液(5.7～5.10)于100mL容量瓶5.14混合內標溶液：分別移取1.00mL銠、鉈標準貯存溶液(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：體積分數不小于99.99%。5.16氦氣：體積分數不小于99.999%。5.17氫氣：體積分數不小于99.999%。6儀器設備6.1電感耦合等離子體質譜儀。氬氣(5.15)為載氣，氦氣(5.16)或氫氣(5.17)為碰撞/反應池氣體，在碰撞/反應模式下消除3Cl°Ar+、3Cl38Ar+和71GaAr+等多原子離子干擾。質量分辨率不大于0.8u。6.2待測元素推薦采用的同位素質量數、內標元素和測定模式見表1。表1待測元素推薦的同位素質量數、內標元素和測定模式元素同位素質量數內標元素測定模式As碰撞/反應模式碰撞/反應模式Hg標準模式206/208標準模式樣品應貯存在通風良好、干燥、環境溫度0℃~40℃、相對濕度不大于70%的貯存室中。室內應無3GB/T43604.1—20238試驗步驟8.1試料稱取0.08g～0.10g樣品(7),精確至0.0001g。8.2平行試驗平行做兩份試驗，取其平均值。8.3空白試驗隨同試料做空白試驗。8.4測定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混合內標溶液(5.14),用水稀釋至刻度，混勻。根據待測元素的濃度和所用儀器的靈敏度，分析試液(8.4.1)可適當稀釋后測定。混合內標溶液(5.14)也可適當稀釋后在線加入。8.4.2在選定的儀器工作條件下，依次測定空白溶液(8.3)及分析試液(8.4.1),按工作曲線法計算空白溶液及分析試液中各待測元素的質量濃度。8.5工作曲線的繪制8.5.1分別移取0mL、0.10mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL混合標準溶液(5.13)于一組100mL容量瓶中，混合內標溶液(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。工作曲線的濃度梯度可根據分析試液中待測元素的質量濃度進行調整，應至少包括5個標準點。標準系列溶液用時現配。8.5.2由低濃度到高濃度依次測定標準系列溶液(8.5.1)。以待測元素的質量濃度為橫坐標，待測元素與內標元素信號強度的比值為縱坐標，繪制工作曲線。各元素工作曲線線性相關系數應不小于0.999。9試驗數據處理待測元素含量以質量分數w,計，按公式(1)計算： 式中：p?——分析試液中待測元素的質量濃度，單位為納克每毫升(ng/mL);p?——空白溶液中待測元素的質量濃度，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——試料的質量，單位為克(g)。計算結果表示到小數點后4位，結果為0.010%時表示到小數點后3位。數值修約按照GB/T8170規定執行。410精密度在重復性條件下獲得的兩個獨立測試結果的測定值，在以下給出的平均值范圍內，這兩個測試結果的絕對差值不超過重復性限(r),超過重復性限(r)的情況不超過5%。重復性限(r)按表2數據采用線性內插法或外延法求得。從實驗室間試驗結果得到的統計數據見附錄A。wx/%10.2再現性在再現性條件下獲得的兩個獨立測試結果的測定值，在以下給出的平均值范圍內，兩個測試結果的絕對差值不超過再現性限(R),超過再現性限(R)的情況不超過5%。再現性限(R)按表3數據采用線性內插法或外延法求得。表3再現性限(R)11試驗報告試驗報告應給出以下幾個方面的內容：——試驗對象；——本文件編號；——分析結果及其表示；——與基本分析步驟的差異；——觀測到的異常現象；——試驗日期。5(資料性)從實驗室間試驗結果得到的統計數據精密度