ГОСТ 26239.4-84
ГОСТ 26239.4−84 Дихлорсилан. Методы определения примесей (с Изменением N 1)
ГОСТ 26239.4−84
Группа В59
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ДИХЛОРСИЛАН
Методы определения примесей
Dichlorsilane. Methods оf impurities determination
ОКСТУ 1709
Срок действия с 01.01.86
до 01.01.91*
________________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 7−95 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 11, 1995 год). — Примечание изготовителя базы данных.
РАЗРАБОТАН Министерством цветной металлургии СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
ВНЕСЕН Министерством цветной металлургии СССР
Член
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 июля 1984 г. N 2490
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 10, 1990 год
Настоящий стандарт устанавливает два метода определения примесей в дихлорсилане: химико-атомно-эмиссионный метод с возбуждением спектров дугой постоянного тока и химико-атомно-эмиссионный с возбуждением спектров разрядом с горячим полым катодом.
Интервалы определяемых значений массовых долей примесей, длины волн аналитических линий приведены в табл.1.
Таблица 1
Примесь | Длина волны, нм | Интервалы значений определяемой массовой доли, % | |
Химико-атомно-эмиссионный метод с возбуждением спектров дугой постоянного тока | Химико-атомно-эмиссионный метод с возбуждением спектров разрядом с горячим полым катодом | ||
Алюминий |
308,2 | 5·10-1·10 |
5·10-1·10 |
Бор |
249,7 | 2·10-2·10 |
- |
Висмут |
306,8 | 1·10-5·10 |
1·10-1·10 |
Галлий |
287,4 | 1·10-5·10 |
5·10-1·10 |
Железо |
302,1 | 5·10-1·10 |
5·10-1·10 |
Индий | 325,6 | 1·10-5·10 |
5·10-5·10 |
Кобальт | 345,4 | 1·10-1·10 |
5·10-5·10 |
Медь | 324,8 | 1·10-1·10 |
2·10-1·10 |
Магний | 280,3 | 5·10-1·10 |
- |
278,3 | - |
5·10-1·10 | |
Марганец | 279,8 | 1·10-1·10 |
1·10-1·10 |
Никель | 305,1 | 1·10-1·10 |
5·10-5·10 |
Олово | 284,0 | 1·10-5·10 |
1·10-1·10 |
Серебро | 328,1 | 1·10-1·10 |
1·10-1·10 |
Свинец | 283,3 | 1·10-5·10 |
5·10-1·10 |
Титан | 308,8 | 1·10-1·10 |
1·10-1·10 |
Хром | 283,6 | 1·10-1·10 |
1·10-1·10 |
Цинк | 334,5 | 2·10-2·10 |
1·10-1·10 |
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по
2. ХИМИКО-АТОМНО-ЭМИССИОННЫЙ МЕТОД С ВОЗБУЖДЕНИЕМ СПЕКТРОВ ДУГОЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
______________
* Наименование раздела. Измененная редакция, Изм. N 1.
Метод основан на возбуждении дугой постоянного тока спектра концентрата примесей, полученного отгонкой основы в виде тетрафторида кремния, фотографической регистрации спектров проб и образцов сравнения и определений массовой доли примесей по градуировочным графикам.
2.1. Аппаратура, материалы и реактивы
Спектрограф кварцевый типа ИСП-30 с однолинзовой системой освещения.
Генератор дуговой типа ДГ-2, приспособленный для поджига дуги постоянного тока высокочастотным разрядом.
Выпрямитель 250−300 В, 30−50 А.
Микрофотометр нерегистрирующий типа МФ-2.
Угли фасонные (черт.1).
Черт.1. Электроды для анализа в дуге постоянного тока
Электроды для анализа в дуге постоянного тока
Черт.1
Весы аналитические.
Весы торсионные.
Лампа по
_____________
* На территории Российской Федерации документ не действует
Бокс настольный типа 9БП-1-ОС.
Ступка и пестик из органического стекла.
Цилиндры фторопластовые с крышками вместимостью до 50 см.
Фотопластинки спектрографические типа II, размером 9х12 смили аналогичные, обеспечивающие нормальные почернения фона и аналитических линий в спектре.
Пипетки полипропиленовые вместимостью 2; 5 и 10 смфирмы Cortell.
Проявитель и фиксаж готовят по
Спирт этиловый ректификованный технический по
Поглотитель (черт.2).
Черт.2. Поглотитель
Поглотитель
1 — полиэтиленовая банка БЦ-100; 2 — цилиндр из фторопласта
Черт.2
Пипетки по
________________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют
Кислота фтористоводородная, ОС.Ч. 27−75.
Д (-) маннит по
Кислота борная, ОС.Ч. 14−3.
Кислота азотная по
Вода деионизованная марки А.
Порошок графитовый ОС.Ч. 8−4 по
Натрий хлористый, ОС.Ч. 6−4.
Алюминий первичный по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Висмут по
______________
*На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Галлий 99,999 или более высокой чистоты.
Железо, полученное карбонильным способом, ОС.Ч. 6−2.
Индий по
______________
*На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Магний первичный по
______________
*На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Кобальт по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Марганец металлический по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Медь по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Олово по
Никель по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Ддействует
Свинец по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Серебро по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Титан губчатый по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Ддействует
Хром по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Цинк по
______________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
Основные растворы сравнения, содержащие по 10 мг/смопределяемых элементов (алюминия, висмута, галлия, железа, индия, кобальта, меди, магния, марганца, никеля, олова, серебра, свинца, титана, хрома, цинка), готовят следующим образом:
по 1 г металлов висмута, меди, свинца, серебра растворяют в минимальном количестве азотной кислоты, растворы переводят в мерные колбы вместимостью 100 см, доводят до метки водой и перемешивают;
по 1 г металлов алюминия, галлия, железа, индия, кобальта, магния, марганца, никеля, олова, титана, хрома, цинка растворяют в минимальном количестве соляной кислоты, растворы переводят в мерные колбы вместимостью 100 см, доводят до метки водой и перемешивают.
Основной раствор сравнения, содержащий 1 мг/смбора: 0,571 г борной кислоты растворяют в небольшом количестве деионизованной воды, раствор переводят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки деионизованной водой и перемешивают.
Раствор, содержащий 10 мг хлористого натрия в 1 см: 1000 мг хлористого натрия растворяют в небольшом количестве деионизованной воды, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки деионизованной водой и перемешивают.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
2.2. Подготовка к анализу
2.2.1. Смесь графитового порошка с массовой долей хлористого натрия 0,5%: 9,95 г графитового порошка помещают в ступку из органического стекла, приливают 5 смраствора, содержащего 10 мг хлористого натрия в 1 смдеионизованной воды, перемешивают 15 мин и высушивают под инфракрасной лампой. Затем смесь еще раз перемешивают в течение 1,5 ч и хранят во фторопластовых цилиндрах с крышкой.
2.2.2. Готовят две серии образцов сравнения на основе графитового порошка с массовой долей хлористого натрия 0,5%: серию основного образца сравнения I OOC (для определения алюминия, висмута, галлия, железа, индия, кобальта, магния, марганца, меди, никеля, олова, свинца, серебра, титана, хрома, цинка) и серию основного образца сравнения II ООС (для определения бора).
Основной образец сравнения (I ООС) с массовой долей алюминия, железа, кобальта, магния, никеля, титана, хрома по 0,1%, висмута, галлия, индия, олова, свинца по 0,05%, марганца, меди, серебра по 0,01% и цинка 0,4%: во фторопластовую чашку вместимостью 100 смпомещают 9,862 г смеси графитового порошка, содержащей 0,5% хлористого натрия, приливают по 1 смголовных растворов сравнения алюминия, железа, кобальта, магния, никеля, титана, хрома, по 0,5 смголовных растворов сравнения висмута, галлия, индия, олова, свинца, по 0,1 смголовных растворов сравнения марганца, меди, серебра и 4 смголовного раствора сравнения цинка (каждый из этих растворов содержит 10 мг/смодного определяемого элемента).
Смесь высушивают и перемешивают в чашке, а затем в ступке из органического стекла в течение 3 ч. Полученную смесь подсушивают под инфракрасной лампой и помещают во фторопластовый цилиндр с крышкой.
2.2.3. Основной образец сравнения II ООС с массовой долей бора 0,1%: в ступку из органического стекла помещают 9,49 г смеси графитового порошка с хлористым натрием с массовой долей хлористого натрия 0,5%, добавляют 0,5 г Д (-) маннита и 10 смраствора сравнения бора, содержащего 1 мг/смбора. Смесь перемешивают в течение 30 мин и высушивают под инфракрасной лампой. Затем смесь перемешивают в течение 3 ч, высушивают под инфракрасной лампой и помещают во фторопластовый цилиндр с крышкой для хранения.
2.2.4. Образцы сравнения для определения всех примесей, кроме бора, (ОС I — ОС VI) готовят разбавлением основного образца сравнения I ООС, а затем каждого последующего образца сравнения графитовым порошком с массовой долей хлористого натрия 0,5%. Массовая доля каждой из определяемых примесей в образцах сравнения ОС I — ОС VI (в процентах, в расчете на содержание металлов в смеси металлов, углерода и хлористого натрия) и вводимые в смесь навески графитового порошка с 0,5% хлористого натрия и навески разбавляемого образца приведены в табл.2.
Таблица 2
Массовая доля элементов-примесей, % | Масса навесок, г | |||||
Обозначение образца сравнения | Марганец, медь, серебро | Висмут, галлий, индий, олово, свинец | Алюминий, железо, кобальт, магний, никель, титан, хром | Цинк | Графитового порошка, содержащего 0,5% хлористого натрия |
Разбавляемого образца (в скобках указано его обозначение) |
ОС I | 1·10 |
5·10 |
1·10 |
4·10 |
1,800 | 0,200 (I ООС) |
ОС II | 1·10 |
5·10 |
1·10 |
4·10 |
1,800 | 0,200 (ОС I) |
ОС III | 2,5·10 |
1,25·10 |
2,5·10 |
1·10 |
1,500 | 0,500 (OC II) |
ОС IV | 1·10 |
5·10 |
1·10 |
4·10 |
1,200 | 0,800 (ОС III) |
ОС V | 5·10 |
2,5·10 |
5·10 |
2·10 |
1,000 | 1,000 (ОС IV) |
ОС VI | 1·10 |
5·10 |
1·10 |
4·10 |
1,600 | 0,400 (ОС V) |
2.2.5. Образцы сравнения для определения бора (БОС I — БОС VI) готовят разбавлением основного образца сравнения II ООС, а затем каждого последующего образца сравнения графитовым порошком, с массовой долей хлористого натрия 0,5%. Массовая доля бора в БОС I — БОС VI (в процентах, в расчете на содержание бора в смеси углерода, хлористого натрия и бора) и вводимые в смесь навески графитового порошка с 0,5% хлористого натрия и навески разбавляемого образца приведены в табл.3.
Таблица 3
Обозначение образца сравнения | Массовая доля бора, % | Масса навесок, г | |
графитового порошка, содержащего 0,5% хлористого натрия |
разбавляемого образца (в скобках указан номер) | ||
БОС I | 1·10 |
1,800 | 0,200 (II ООС) |
БОС II | 1·10 |
1,800 | 0,200 (БОС I) |
БОС III | 2,5·10 |
1,500 | 0,500 (БОС II) |
БОС IV | 1·10 |
1,200 | 0,800 (БОС III) |
БОС V | 5·10 |
1,000 | 1,000 (БОС IV) |
БОС VI | 1·10 |
1,600 | 0,400 (БОС V) |
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Концентрирование примесей
Заполняют поглотитель (черт.2) для отбора дихлорсилана 30 смфтористоводородной кислоты (1:1), контрольный поглотитель 50 смдеионизованной воды. При определении бора в раствор фтористоводородной кислоты вносят 2 см1%-ного раствора маннита. Взвешивают заполненные поглотители с погрешностью не более 0,01 г. Собирают систему для отбора дихлорсилана (черт.3) и продувают ее аргоном. С помощью ротаметра и регулятора давления устанавливают поток дихлорсилана, обеспечивающий поглощение 5 г этого газа в течение 60 мин.
Черт.3. Схема установки для отбора аналитических навесок дихлорсилана
Схема установки для отбора аналитических навесок дихлорсилана
1 — стакан с водой, температура 15−25 °С; 2 — баллон с дихлорсиланом; 3 — вентиль, 4 — аргон для продувки, избыточное давление 0,02 кПа; 4 — регулятор давления; 5 — ротаметр; 6 — поглотитель; 7 — контрольный поглотитель
Черт.3
Допускается поглощать дихлорсилан без ротаметра в течение 60 мин со скоростью пропускания 25−30 пузырьков в минуту в контрольном поглотителе. При этом в поглотителях не должно наблюдаться выпадание двуокиси кремния; в противном случае опыт бракуют.
Взвешивают поглотитель после поглощения дихлорсилана, с помощью полипропиленовых пипеток переносят во фторопластовые чашки аликвоты раствора, соответствующие 0,5 г дихлорсилана при анализе на примеси или 1 г при анализе на бор, и упаривают их на 20 мг коллектора — графитового порошка с массовой долей хлористого натрия 0,5%. Если кремний отогнался не полностью, то добавляют 0,2−0,4 смплавиковой кислоты и повторяют упаривание. Объем аликвот раствора вычисляют по формуле при определении всех примесей, кроме бора и по формуле при определении бора,
где — масса поглотителя (черт.3) с раствором после поглощения дихлорсилана, г;
— масса того же поглотителя с раствором до поглощения дихлорсилана, г.
Для приготовления раствора контрольного опыта в поглотитель помещают 30 смфтористоводородной кислоты 1:1 (в случае определения бора вводят, кроме того, еще 2 см1%-ного раствора маннита) и выдерживают то же время, в течение которого проводился анализ. Аликвоты этого раствора, соответствующие объемам, в которых содержатся анализируемые навески дихлорсилана, упаривают, как при проведении анализ
а.
2.3.2. Возбуждение и фотографирование спектров на содержание примесей и бора
Полученные сухие остатки, представляющие собой концентраты примесей, переносят в кратеры графитовых электродов (черт.1б), предварительно обожженных в дуге постоянного тока силой 10 А в течение 20 с. Помещают в кратеры графитовых электродов (того же типа) по три параллельных навески массой 20 мг образцов сравнения.
Электрод с концентратом примесей или образцом сравнения служит анодом, верхний электрод (катод) (черт.1а) — графитовый электрод, заточенный на конус.
Заряжают кассету спектральными фотопластинками типа II, устанавливают ширину цели споктрографа 0,016 мм и помещают перед щелью трехступенчатый ослабитель. Закрепляют подготовленные электроды в электрододержателе штатива и устанавливают между ними расстояние, равное 2,5 мм по теневой проекции. Испаряют образцы в дуге постоянного тока силой 12 А в течение 10 с.
В одинаковых условиях фотографируют по три раза спектры концентратов анализируемых образцов на содержание примесей или бора, контрольных проб и образцы сравнения для определения примесей или бора.
Экспонированные фотопластинки проявляют, промывают водой, фиксируют, промывают проточной водой в течение 15 мин и сушат.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Закрепляют фотопластинку на предметном столе микрофотометра и фокусируют изображение спектров на экран.
Измеряют максимальное значение плотности почернения аналитических линий () (см. табл.1) и минимальное значение плотности почернения близлежащего фона ().
Находят разность почернений () между почернениями аналитической линии и фона и вычисляют среднее арифметическое значение из трех параллельных.
От полученных средних значений переходят к соответствующим значениям логарифмов относительной интенсивности , приведенным в обязательном приложении
______________
* На территории Российской Федерации действует
По значениям и для образцов сравнения строят градуировочные графики.
Определяют по градуировочным графикам величины массовых долей элементов в концентратах анализируемых проб и в концентрате контрольного опыта
.
2.4.2. Массовую долю определяемой примеси () в процентах вычисляют по формуле
,
где — массовая доля определяемой примеси в концентрате анализируемой пробы, %;
— массовая доля определяемой примеси в концентрате контрольного опыта, %;
— коэффициент концентрирования, равный отношению массы дихлорсилана (содержащейся во взятой на анализ аликвоте) к навеске коллектора.
Величина не должна превышать установленной для метода нижней границы определяемой массовой доли каждого элемента. При невыполнении этого условия необходимо тщательно поэтапно очистить помещение, рабочие места, применяемые реактивы и материалы.
2.4.3. Для контроля сходимости результатов параллельных определений из трех значений , , , полученных по трем спектрограммам, снятым для трех концентратов аликвот анализируемой пробы, выбирают наибольшее и наименьшее значения, переходят от них к значениям и , приведенным в приложении
.
2.4.4. Отношение наибольшего из трех результатов параллельных определений к наименьшему с доверительной вероятностью 0,95 не должно превышать допускаемого расхождения трех результатов параллельных определений, указанных в табл.4.
2.4.5. Фотографируют концентраты анализируемых проб, контрольного опыта и образцов сравнения на другую фотопластинку в соответствии с пп.2.3−2.4.3.
Отношение большего из двух результатов анализа к меньшему с доверительной вероятностью 0,95 не должно превышать значений допускаемого расхождения двух результатов, приведенных в табл.5.
2.4.6. Массовую долю каждой примеси в анализируемой пробе определяют как среднее геометрическое из двух результатов анализа этой примеси.
2.4.7. Контроль правильности анализа проводят методом добавок. Для этого анализ одной пробы дихлорсилана по пп.2.3−2.4.4 проводят дважды, вводя во втором анализе в раствор фтористоводородной кислоты добавки определяемых элементов в виде головных растворов сравнения (при необходимости разбавляя их в нужной степени). Добавки головных растворов сравнения вводят в таком объеме, при котором массовая доля каждого определяемого элемента, рассчитанная по отношению к массе поглощенного дихлорсилана в аликвоте раствора, вычисленной по п. 2.3.1, была не меньше утроенного значения нижней границы определяемой массовой доли данного элемента, приведенной в табл.4, не меньше утроенного значения массовой доли каждого элемента в анализируемой пробе и не больше значения верхней массовой доли, приведенной в табл.4.
Таблица 4
Определяемая примесь | Массовая доля, % | Допускаемые расхождения | Массовая доля, % | Допускаемое расхождение | |
Дуга постоянного тока | Полый катод | ||||
Алюминий | 5·10 |
4,0 | 5·10 |
4,0 | |
5·10 |
2,9 | 5·10 |
2,5 | ||
1·10 |
2,5 | 1·10 |
2,4 | ||
Бор | 2·10 |
3,3 | - | - | |
2·10 |
2,7 | ||||
2·10 |
2,3 | ||||
Висмут | 1·10 |
2,7 | 1·10 |
3,2 | |
1·10 |
2,3 | 1·10 |
1,6 | ||
5·10 |
1,3 | 1·10 |
1,6 | ||
Галлий | 1·10 |
3,5 | 5·10 |
2,7 | |
1·10 |
2,3 | 3·10 |
2,3 | ||
5·10 |
2,0 | 1·10 |
1,7 | ||
Железо | 5·10 |
4,0 | 5·10 |
3,9 | |
5·10 |
2,7 | 5·10 |
2,6 | ||
1·10 |
2,4 | 1·10 |
2,2 | ||
Индий | 1·10 |
3,8 | 5·10 |
2,7 | |
1·10 |
2,0 | 5·10 |
1,9 | ||
5·10 |
1,8 | 5·10 |
1,9 | ||
Кобальт | 1·10 |
3,2 | 5·10 |
3,8 | |
1·10 |
1,9 | 6·10 |
2,0 | ||
1·10 |
1,7 | 5·10 |
1,9 | ||
Медь | 1·10 |
4,1 | 2·10 |
3,9 | |
1·10 |
2,8 | 2·10 |
2,7 | ||
1·10 |
2,4 | 1·10 |
2,4 | ||
Магний | 5·10 |
4,0 | 5·10 |
4,0 | |
5·10 |
2,5 | 5·10 |
2,6 | ||
1·10 |
2,3 | 1·10 |
2,4 | ||
Марганец | 1·10 |
3,5 | 1·10 |
2,6 | |
1·10 |
2,1 | 1·10 |
1,8 | ||
1·10 |
1,9 | 1·10 |
1,8 | ||
Никель | 1·10 |
3,6 | 5·10 |
3,2 | |
1·10 |
1,9 | 5·10 |
1,7 | ||
1·10 |
1,7 | 5·10 |
1,6 | ||
Олово |
1·10 |
3,5 | 1·10 |
3,2 | |
1·10 |
2,2 | 1·10 |
1,9 | ||
5·10 |
2,0 | 1·10 |
1,7 | ||
Серебро | 1·10 |
2,9 | 1·10 |
2,9 | |
1·10 |
1,7 | 1·10 |
1,9 | ||
1·10 |
1,6 | 1·10 |
1,8 | ||
Свинец | 1·10 |
3,0 | 5·10 |
3,0 | |
1·10 |
2,0 | 5·10 |
1,8 | ||
5·10 |
1,8 | 1·10 |
1,8 | ||
Титан | 1·10 |
3,1 | 1·10 |
3,0 | |
1·10 |
1,9 | 3·10 |
2,0 | ||
1·10 |
1,7 | 1·10 |
1,6 | ||
Хром | 1·10 |
3,3 | 1·10 |
2,6 | |
1·10 |
1,9 | 1·10 |
1,6 | ||
1·10 |
1,7 | 1·10 |
1,6 | ||
Цинк | 2·10 |
4,0 | 1·10 |
3,8 | |
1·10 |
2,7 | 1·10 |
2,6 | ||
2·10 |
2,3 | 1·10 |
2,0 |
Результат анализа считают правильным с доверительной вероятностью 0,95, если допускаемые расхождения между результатами анализа пробы с добавкой и вычисленным значением (где — результат анализа пробы, — массовая доля добавки) не превосходят величин, указанных в табл.5.
Таблица 5
Определяемая примесь |
Массовая доля, % | Допускаемое расхождение | Массовая доля, % | Допускаемое расхождение |
Дуга постоянного тока | Полый катод | |||
Алюминий | 5·10 |
2,0 | 5·10 |
2,0 |
5·10 |
1,6 | 5·10 |
1,5 | |
1·10 |
1,5 | 1·10 |
1,4 | |
Бор | 2·10 |
1,9 | - | - |
2·10 |
1,6 | |||
2·10 |
1,4 | |||
Висмут | 1·10 |
1,6 | 1·10 |
1,7 |
1·10 |
1,4 | 1·10 |
1,3 | |
5·10 |
1,3 | 1·10 |
1,3 | |
Галлий | 1·10 |
1,8 | 5·10 |
1,6 |
1·10 |
1,4 | 3·10 |
1,4 | |
5·10 |
1,3 | 1·10 |
1,5 | |
Железо | 5·10 |
2,0 | 5·10 |
2,0 |
5·10 |
1,5 | 5·10 |
1,6 | |
1·10 |
1,4 | 1·10 |
1,4 | |
Индий | 1·10 |
1,9 | 5·10 |
1,6 |
1·10 |
1,3 | 5·10 |
1,3 | |
5·10 |
1,3 | 5·10 |
1,3 | |
Кобальт |
1·10 |
1,7 | 5·10 |
1,9 |
1·10 |
1,3 | 6·10 |
1,4 | |
1·10 |
1,3 | 5·10 |
1,4 | |
Медь | 1·10 |
2,0 | 2·10 |
2,0 |
1·10 |
1,6 | 2·10 |
1,6 | |
1·10 |
1,4 | 1·10 |
1,5 | |
Магний |
5·10 |
2,0 | 5·10 |
2,0 |
5·10 |
1,5 | 5·10 |
1,6 | |
1·10 |
1,4 | 1·10 |
1,5 | |
Марганец | 1·10 |
1,8 | 1·10 |
1,6 |
1·10 |
1,5 | 1·10 |
1,3 | |
1·10 |
1,4 | 1·10 |
1,3 | |
Никель | 1·10 |
1,8 | 5·10 |
1,7 |
1·10 |
1,5 | 5·10 |
1,3 | |
1·10 |
1,4 | 5·10 |
1,3 | |
Олово | 1·10 |
1,8 | 1·10 |
1,7 |
1·10 |
1,5 | 1·10 |
1,3 | |
5·10 |
1,3 | 1·10 |
1,3 | |
Серебро | 1·10 |
1,6 | 1·10 |
1,6 |
1·10 |
1,3 | 1·10 |
1,5 | |
1·10 |
1,3 | 1·10 |
1,3 | |
Свинец | 1·10 |
1,6 | 5·10 |
1,6 |
1·10 |
1,3 | 5·10 |
1,3 | |
5·10 |
1,3 | 1·10 |
1,3 | |
Титан | 1·10 |
1,6 | 1·10 |
1,6 |
1·10 |
1,3 | 3·10 |
1,3 | |
1·10 |
1,3 | 1·10 |
1,3 | |
Хром | 1·10 |
1,7 | 1·10 |
1,6 |
1·10 |
1,3 | 1·10 |
1,3 | |
1·10 |
1,3 | 1·10 |
1,3 | |
Цинк | 2·10 |
2,0 | 1·10 |
1,0 |
1·10 |
1,6 | 1·10 |
1,6 | |
2·10 |
1,4 | 1·10 |
1,3 |
3. ХИМИКО-АТОМНО-ЭМИССИОННЫЙ МЕТОД С ВОЗБУЖДЕНИЕМ СПЕКТРОВ РАЗРЯДОМ С ГОРЯЧИМ ПОЛЫМ КАТОДОМ
______________
* Наименование раздела. Измененная редакция, Изм. N 1.
Метод основан на возбуждении разрядом с горячим полым катодом спектров концентратов примесей, полученных после отгонки основы в виде тетрафторида кремния, фотографической регистрации спектров проб и образцов сравнения и определении массовой доли примесей по градуировочным графикам.
3.1. Аппаратура, материалы и реактивы
Аппаратура, материалы и реактивы по п. 2.1 с дополнением.
Выпрямитель 1000 В 2 А, собранный по схеме, приведенной на черт.4, или составленный из двух универсальных источников питания УИП-1.
Черт.4. Схема электропитания установки полого катода
Схема электропитания установки полого катода
Пр1, Пр2 — предохранители на 10 А; Л — неоновая лампа типа ТН-0,2−1Р-69; — сопротивление 10 кОм, 0,5 Вт; 1P, 2P, 3Р — контакты реле ; «пуск» — кнопка подачи напряжения; «стоп» — кнопка снятия напряжения; ЛАТР — автотрансформатор типа ЛАТР-10; Тр — трансформатор 220/1000 В, 2 кВт; Д1-Д4 — диоды типа ПВКЛ-100 (1000 В, 5 А); — балластное сопротивление 500 Ом, 0,75 кВт; ПК — металлическая разрядная трубка с горячим полым катодом; — вольтметр постоянного тока до 500 В; — амперметр постоянного тока до 2 А
Черт.4
Установка полого катода, состоящая из системы напуска гелия (черт.5) и металлической разрядной трубки с горячим полым катодом (черт.6).
Черт.5. Система напуска гелия
Система напуска гелия
1 — ртутный манометр; 2 — вакуумные краны; 3 — ловушка из кварца с активированным углем, охлаждаемая жидким азотом, для очистки гелия от примесей молекулярных газов; 4 — термопарный манометрический преобразователь типа ПМТ-2; 5 — металлическая разрядная трубка с горячим полым катодом; 6 — ловушка с жидким азотом для улавливания паров масла; 7 — форвакуумный насос типа 2НВР-5 ФМ
Черт.5
Черт.6. Металлическая разрядная трубка с горячим полым катодом
Металлическая разрядная трубка с горячим полым катодом
1 — фторопластовая пробка; 2 — водоохлаждаемый металлический корпус; 3 — держатель полого катода; 4 — полый катод; 5 — резиновая прокладка; 6 — кварцевое оптическое стекло; 7 — зажимная гайка
Черт.6
Гелий газообразный, очищенный, марки, А перед поступлением в металлическую разрядную трубку с горячим полым катодом дополнительно очищается от примесей молекулярных газов в ловушке с активированным углем, охлаждаемой жидким азотом.
Полые катоды (черт.7), выточенные из углей спектральных ОС.Ч. 7−3, диаметром 6 мм. Изготовленные катоды очищают от примесей, помещая их в установку (черт.5 и 6) и создавая разряд при токе 1,2 А в течение 3 мин с экспонированием спектра в течение последней минуты на фотопластинку. Заполняют систему гелием до атмосферного давления и выдерживают катоды в течение 10 мин. Для проведения анализа отбирают катоды, в спектрах которых плотности почернения используемых для анализа аналитических линий не превышают 0,20 единиц логарифмической шкалы микрофотометра для алюминия, железа, магния и 0,05 единиц логарифмической шкалы микрофотометра для висмута, индия, галлия, кобальта, меди, марганца, никеля, олова, серебра, свинца, титана, хрома, цинка.
Черт.7. Полый катод из спектральных углей ОС.Ч. 7−3 диаметром 6 мм
Полый катод из спектральных углей ОС.Ч. 7−3 диаметром 6 мм
Черт.7
Вакуумметр термопарный типа ВТ-3.
Сосуд Дьюара типа СК-16 по
Микропипетка на 0,005 см.
Кислота соляная по
Кислота азотная особой чистоты по
Чашки фторопластовые вместимостью 10 смперед анализом обрабатывают в парах азотной кислоты в течение 1 ч.
Основной раствор сравнения серебра, содержащий 1 мг/смсеребра: растворяют при слабом нагревании 100 мг металлического серебра в 10 смазотной кислоты, разбавленной в соотношении 1:1. Раствор охлаждают, переливают в мерную колбу вместимостью 100 см, доводят до метки деионизованной водой и перемешивают.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
3.2. Подготовка к анализу
Основной раствор сравнения (ОРС), содержащий алюминия, висмута, железа, магния, олова, титана, хрома, цинка по 0,4 мг/см, индия, кобальта, никеля по 0,2 мг/см, галлия, марганца, меди, свинца по 0,04 мг/сми серебра 0,004 мг/см: в мерную колбу вместимостью 100 смпомещают 50 смконцентрированной соляной кислоты, приливают по 4 смголовных растворов алюминия, висмута, железа, магния, олова, титана, хрома, цинка, по 2 см — головных растворов индия, кобальта, никеля, свинца, по 0,4 см — головных растворов галлия, марганца, меди, серебра и доводят до метки соляной кислотой.
В день проведения анализа из ОРС готовят серию рабочих растворов сравнения PC последовательным разбавлением ОРС, а затем каждого последующего PC соляной кислотой, разбавленной в соотношении 1:1, в соответствии с табл.6.
Таблица 6
Массовая доля примесей, мг/см |
|||||
Обозначение раствора сравнения | алюминия, висмута, железа, магния, олова, титана, хрома, цинка |
индия, кобальта, никеля, свинца | галлия, меди, марганца | серебра | Объем разбавляемого PC, помещаемого в мерную колбу вместимостью 100 сми доводимого до метки соляной кислотой (1:1), см |
PC 1 |
0,004 | 0,002 | 0,0004 | 0,00004 | 1 ОРС |
PC 2 |
0,0012 | 0,0006 | 0,00012 | 0,000012 | 30 PC 1 |
PC 3 |
0,0004 | 0,0002 | 0,00004 | 0,000004 | 10 PC 1 |
PC 4 |
0,00012 | 0,00006 | 0,000012 | 0,0000012 | 10 PC 2 |
PC 5 |
0,00004 | 0,00002 | 0,000004 | 0,0000004 | 10 PC 3 |
Для приготовления образцов сравнения ОС берут три графитовых полых катода, предварительно очищенных, как указано в п. 3.1. На дно каждого из них с помощью микропипетки помещают 0,005 смPC 1 и высушивают досуха под ИК-лампой. Аналогичным образом получают по три графитовых полых катода с сухими остатками растворов сравнения РС2-РС5. Получают серию образцов сравнения с содержанием массовых долей каждой из определяемых примесей в пересчете на анализируемую навеску дихлорсилана 0,2, приведенных в табл.7.
Таблица 7
Обозначение ОС | Массовая доля элементов-примесей, % | |||
алюминия, висмута, железа, магния, олова, титана, хрома, цинка |
индия, кобальта, никеля, свинца | галлия, меди, марганца | серебра | |
ОС 1 | 1·10 |
5·10 |
1·10 |
1·10 |
ОС 2 | 3·10 |
1,5·10 |
3·10 |
3·10 |
ОС 3 | 1·10 |
5·10 |
1·10 |
1·10 |
ОС 4 | 3·10 |
1,5·10 |
3·10 |
3·10 |
ОС 5 | 1·10 |
5·10 |
1·10 |
1·10 |
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Концентрирование примесей
Концентрирование примесей проб и контрольного опыта проводят по п. 2.3.1 с добавлением: аликвотная часть раствора из поглотителя, соответствующая 0,2 г дихлорсилана, величина которой определяется по формуле , упаривают во фторопластовых чашках досуха. Полученные осадки растворяют в 0,1 смсоляной кислоты и переносят на дно графитовых полых катодов, предварительно очищенных, как указано в п. 3.1, и выпаривают досуха под лампой ИКЗ-220−500.
3.3.2. Возбуждение и фотографирование спектров
Заряжают кассету фотопластинкой СП-2 9х12, вставляют ее в рамку спектрографа ИСП-30 и открывают заслонку. При фотографировании спектров используют однолинзовую систему освещения. Кварцевую линзу с фокусным расстоянием (75 мм) помещают на расстоянии 165 мм от щели спектрографа и 125 мм от открытого торца полого катода.
В разрядную трубку на держателе полого катода помещают один пустой катод и три катода с параллельными контрольными пробами. Откачивают установку до давления 2,66 Па (2·10мм. рт.ст.), наполняют ее гелием до давления 2,66·10Па (20 мм рт.ст.), подключают к источнику питания пустой катод, устанавливают силу тока 1 А и проводят тренировку системы в течение 2 мин.
Подключают к источнику питания первый катод с контрольной пробой, устанавливают силу тока 0,4 А и проводят обжиг катода в течение 2 мин. Открывают щель спектрографа, устанавливают силу тока 0,7 А и проводят первую съемку в течение 1 мин для определения меди и серебра. Передвигают кассету на новое место, увеличивают ток до 1 А и проводят вторую съемку в течение 1 мин для определения алюминия, висмута, галлия, железа, индия, кобальта, магния, марганца, никеля, олова, свинца, титана, хрома, цинка. Аналогично проводят съемку второго и третьего катодов с контрольной пробой.
Наполняют систему воздухом до атмосферного давления и проводят перезарядку разрядной трубки. После этого повторяют операции по съемке спектров всех анализируемых проб и образцов сравнения.
Экспонированную фотопластинку проявляют, промывают водой, фиксируют, промывают проточной водой в течение 15 мин и сушат.
3.4. Обработка результатов
Обработку результатов ведут в соответствии с п. 2.4, используя аналитические линии элементов-примесей, приведенные в табл.1, учитывая, что массовую долю определяемой примеси () в процентах вычисляют по формуле .
Контроль правильности анализа проводят в соответствии с п.