Способ изготовления излучателей для рентгенофлуоресцентного анализа Советский патент 1990 года по МПК G01N1/28 G01N23/223 G01N1/38 

(Л

с

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к рентгенофлуоресцентному анализу простых и сложных оксидных систем. Цель изобретения - упрощение процесса изготовления излучателей, повышение их качества, расширение числа анализируемых материалов. Анализируемое вещество смешивают с флюсом в соотношении от 2:1 до 40:1. В качестве флюса используют дигидроортофосфат лития, нагревают его до температуры плавления метафосфата лития, выдерживают при этой температуре до полного удаления воды, охлаждают до температуры окружающей среды и измельчают. При добавлении во флюс 5-25 мас.% карбоната лития его смешивают с анализируемым материалом в соотношении от 8:1 до 40:1. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам подготовки проб к рентгенофлуоресцент- ному анализу, и может быть использовано для анализа шихты, монокристаллов и керамики на основе-простых и сложных оксидов.

Цель изобретения - упрощение процесса изготовления излучателей, повышение их качества, расширение числа анализируемых материалов

По предлагаемому способу дигидро- ортофосфат лития нагревают до темпе ратуры плавления метафос1 ата.лития, вьщерживают при этой температуре не менее 40 мкн до полного удаления во-: ,ды, охлаждают плав до температуры ок- РЗ жающей среды, измельчают, смещива-, ют с анализируемым материалом в сротг;

. ношении от 2:1 до 40:1 по массе, рас- плавляют полученную смесь и при. ее

охлаждении формируют излучатель; для : расширения числа анализируемых материалов во флюс добавляют 5-25 мас,% карбоната лития, а флюс и анализируемое вещество в этих условиях берут. j в отношении от 8:1 до 40:1 по массе.

В процессе нагревания дигидроорто- фосфата лития при 350-400 С происхо- ,дит его превраще1ше в метафосфат ли- Ьия по схеме:

Ь1Н2Р04: ЫРОэ + HjOt

Для полного удаления воды из полученного вещества его необходимо расплавить и вьщержать в расплавленном состоянии не менее 40 мин. Одновременно в результате такой обработки

Сл

со

CD

Ч

СО 4

ш|ДЧ

снижается гигроскопичность флюса н повьшается его реак1щонная способность, что объясняется полимеризаздие соли по схеме:

хЫРОз :; (ЫРОз)х

где X А-6.

Так, при подготовке рентгенофлуо- ресцентному анализу купрата иттрия- бария его смешивают в отношении 1 г 10 по массе с флюсом, ползл енным в результате нагревания дигидрофосфата лития до и вьщержки при этой температуре в течение 1 ч или в результате нагревания дигидроортофос™ фата лития до (температура

; плавления метафосфата лития) и вы,- : держки при этой температуре в течени i 15, 30, АО или 50 мин; после смете- ния анализируемого вещества и флюса смесь нагревают до 780°С, вьщержива- ют при этой температуре 20 мин, а затем формируют излучатель. При этом только те излучатели, которые изгота . ли вали путем оплавления купрата ит- . трия-бария с метафосфатом лития, выдержанные в процессе его получения в расплавленном состоянии в течение не менее 4U или 50 мин, были однородными, стекловидными, не гигроскопкч- i ными и, следовательно, пригодными ; для рентгенофлуоресцентного анализа, i В то же время излучатели, изготовлен- I ные путем сплавления анализируемого j материала с флюсом, который в процес- j се его получения вьщерживался при. 660 С, т.е. ниже температуры плaвJ;i e- ния метафосфата лития, были неоднородными и содержали газовые включения, а излучатели, изготовленные niy- тем сплавления анализируемого материала с флюсом, которьй в процессе его. получения выдерживался .при тек1 пературе плавления метафосфата литаш (670°С) менее АО мин.бьтИ гигроскопичными (табл. 1).

В табл, 1 приведены свойства плавня в зависимости от условий получения.

. В табл, 2 приведены свойства излу- чателей в зависимости от флгоса.

Для разных анализируемых материалов массовое отношение флюса и анализируемого материала может меняться в пределах от 2;1 до А0;1. Если указанное отношение меньше 2;1j пробы не сплавляются или же получаемые слитки неоднородны ; при .отношении, пре;.

0

g 5

вышающем АО;, слишком мал получаемый аналитический сигнал, вследствие че- .го снижается точность анализа.

5 Температура, при которой производят сплавление анализируемого материала с флюсом, зависит от свойств анализируемого материала и согласно I полуяенным экспериментальным данным

составляет 700- 1000°С.

. Пример 1.100 г дигидроор- тофосфата лития постепенно нагревают в фарфоровой чашке до , вьдержи- . вают при этой температуре АО мин,

затем охлаждают до температуры окру- жаюш;ей среды и измельчают до частиц с линейными размерами не более 1 мм; 10,00 г полученного таким путем метафосфата лития смешивают с 1,0000 г купрата иттрия-бария в виде порошка. Смесь помещают в тигель из стеклоуг- лерода, которьй устанавливают в муфельную печь, нагретую до 750°С. При этой температуре тигель с содержимым выдерживают 20 мин, периодически перемешивая содержимое встряхиванием тигля; затем тигель извлекают из печи и вьшивают расплав в другой тигель из стеклоутлерода диаметром, необходимым для последующих рентгенофлуорес- центных измерений, или же охлаждают расплав непосредственно в тигле, используемым для сплавления (в последнем слзгчае тигель для сплавления также должен иметь заданный диаметр). После охлаждения в течение 10 мин получают излзгчатель в виде однородного стеклообразного диска, который помещают в прободерж тель спектрометра и выполняют анализ. Полученный из- ; лучатель можно сохранять и многократно использовать для рентгенофлуорес- центных измерений в течение года и более.

Пример 2,.Ниобат лития измельчают до порошка с линейными размерами частиц не более 300 мкм. веску 3,0000 г порошковой пробы ана- : лизируемого вещества смешивают с 9,, 00 г флюса S содержащего 25% карбо ната лития и 75% метафосфата лития,

0

5

описано в с вьщержкой при 670 с

приме- в теполученного такд как ре 1, но чение 50 .мин.

Смесь помещают в тигель из стекло- углерода, который устанавливают в муфельную печь, нагретзш до и заполне нную газообразным диоксидом-- углерода. При этой температуре тигель

с содержимым выдерживают 20 мин. Да- лее поступают, как указано в примере 1 .

Пример 3. Навеску 0,5000 г лантан-галлий-силиката в виде порошка смешивают с 8,00 г флюса, содержащего 25% карбоната лития и 75% ме- тафосфата лития, полученного так, как описано в примере 1. Смесь помещают в тигель из стеклоуглерода, ко- торьй помещают в муфельную печь, нагретую до . Далее поступают, ка указало в примере 2.

Предлагаемый способ позволяет осуществить рентгенофлуоресцентный анализ большего числа оксидных материалов, чем прототип.

Применение предлагаемого способа позволяет упростить стадию подготовки пробы к анализу; при этом нет необходимости применять специальные метахшические чашки или кольца с подклеенной металлической фольгой; излучатели имеют гладкую поверхность., не требующзпо их дополнительной механической обработки.

Способ обеспечивает повьппение качества излучателей по сравнению с прототипом: излучатели не гигроско - пичны, однородны (не содержат жидких включений и посторонних фаз), имеют хорошие физико-механические свойства (высокую механическзта прочность). Благодаря улучшению качества излучателей обеспечивается существенное повышение точности рентгенофлуорес670

670 670 670

670 670

центного анализа - относительное стандартное отклонение (Sr) по спо собу в 3-7 раз ниже, чем по прототипу. Обеспечивая также снижение пределов обнаружения легких элементов в 2-3 раза, гак как измерения можно проводить в вакууме и без защитной пленки на пробе. Формула изобретения

5 о;;нове сложных оксидов, включающий сплавление пробы анализируемого вещества с флюсом на основе соли фосфатной кислоты и формирование.излучателей, отличающийся тем,

0 что, с целью упрощения процесса изготовления излучателей и повьш1ения их качества, в качестве флюса используют дигидроортофосфат лития, нагревают : его до температуры плавления метафосфа- та лития, выдерживают при этой температуре до полного удаления воды, охлаждают до температуры окружакяцей среды, измельчают и смешивают с анализируемым материалом в соотношении 2:1-40:1.

t

Таблица1

5

0

Гигроскопичен, газовые включения

Гигроскопичен II

Гигроскопичен при

хранении

Не гигроскопичен при

длительном хранении

Составитель В. Простакова Редактор Т, Парфенова Техред л.Олийнык Корректор А. Обручар

Заказ 3138

Тираж 501

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное