Смесь для приготовления образцов для рентгеноспектрального определения элементов @ - @ групп Периодической системы Советский патент 1991 года по МПК G01N1/28 G01N23/223 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к рентгеноспект- ральному анализу материалов.

Известна смесь для приготовления образцов для рентгеноспектрального определения примесей в электрокорунде, которая содержит анализируемый объект (15,6-19,2 мас.%), карбонат лития (30,8-33,4 мас.%), иодид калия (1,6-3,3 мас.%) и тетраборат натрия (44,1-51,3 мас.%) и плавится на угольной подложке при температуре 1273 К с последующим подпрессованием.

Недостатками этой смеси являются:

малая (менее 10 мас.%) растворимость в ней лангасита LasGagSiOu, структура которого изоструктурна структуре галлогерма- ната кальция CaaGaaGe Ow;

высокая вязкость расплавов смеси, что затрудняет гомогенизацию образцов и делает невозможным получение данных по содержанию лантана, галлия и кремния в составе лангасита с воспроизводимостью S2 0,04;

недостаточная экспрессность получения результатов анализа, так как приготовление образцов, помимо сплавления, включает еще и стадию подпрессования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является смесь для приготовления стандартных образцов сравнения, содержащих элементы I-VIII групп Периодической системы, представляющая собой смесь бората щелочного металла или борсодержащих веществ (борной кислоты или оксида бора), составляющих 90 мас.% смеси, и карбоната соответствующего щелочного металла, содержание которого составляет соответственно 10 мас.%. Приготовленную смесь расплавляют вместе с оксидами анализируемых элементов и обраО 43

со

4

чэ

3

зующуюся стекломассу после охлаждения подвергают гранулометрической обработке.

Указанная смесь обладает следующими недостатками:

высокой температурой сплавления ее с лангаситом - более 1323 К;

малой растворимостью лангасита в смеси (не более 8 мае. % при температуре 1373 К);

Высо кой вязкостью, которая затрудняет процесс гомогенизации образцов, вследствие чего определение лантана, галлия и кремния с воспроизводимостью Sr 0,05 оказывается невозможным;

малой экспрессностью процесса приго- тбвления образцов ввиду его многостадийное™ - получение смеси, сплавление ее с объектом анализа, гранулометрическая обработка.

Цель изобретения - повышение воспроизводимости результатов рентгеноспект- рального определения лантана, галлия и кремния в кристаллах лангасита и в порошкообразных смесях, полученных путем твердофазного синтеза, а также повышение экспрессности определения - достигается тем, что смесь для приготовления образцов для рентгеноспектрального определения элементов III-V групп Периодической системы, входящих в состав соединений со структурой галлогерманата кальция, содержащая в качестве стеклообразователя борсодер- жащее вещество (оксид бора 14.3-29,9 мас.%), содержит дополнительно полутоо- ный оксид висмута BiaCb 85,2-69,8 мае. % и оксид алюминия ) 0,5-0,3 мас.%.

При содержаниях боксида бора более 29,9 мас.% и полуторного оксида висмута менее 69,8 мас.% высокая вязкость расплава не обеспечивает требуемый уровень гомогенизации расплава и делает возможным получение образцов в одну стадию. При содержании полуторного оксида висмута более 85,2 мас.% и оксида бора менее 14.3 мас% при охлаждении смеси с лангаситом не удается получить стеклообразный образец. Диапазон изменения содержания оксида алюминия обусловлен количеством кремния в составе лангасита, для которого алюминий служит внутренним стандартом,

Введение полуторного оксида висмута в указанном концентрационном интервале позволяет:

понизить температуру сплавления предлагаемой смеси и лангасита при одновременном уменьшении вязкости смеси, что обеспечивает уменьшение времени, необходимого для гомогенизации смеси, и по- зволяет получить однородные, стеклообразные излучатели (образцы);

повысить растворимость лангасита в смеси и увеличить, таким образом, содержание определяемых элементов в анализируемых образцах;

получать образцы для анализа в одну

стадию путем закалки расплава на воздухе, выливая расплав из гигля в массивную металлическую подложку заданной формы, что существенно уменьшает время, необходимое для проведения анализа, и одновременно за счет высокого качества рабочей поверхности образца исключает необходимость последующей полировки этой поверхности;

снизить за счет введения тяжелого элемента - висмута влияние матрицы анализируемого образца на результаты определения элементов, что улучшает воспроизводимость результатов анализа;

использовать висмут как внутренний стандарт при определении лантана и галлия, что также позволяет существенно улучшить воспроизводимость анализа.

Введение оксида алюминия обусловлено необходимостью повышения воспроизводимости результатов определения кремния в образцах, так как Кш линия алюминия удобна для использования в качестве

внутреннего стандарта при определении кремния методом РСА.

Сопоставленный анализ позволяет сделать вывод, что заявляемая смесь отличается от известной введением новых

компонентов, а именно полуторного оксида висмута и оксида алюминия.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были приготовлены смеси ингредиентов в трех различных соотношениях, один из которых показал оптимальные результаты (см. таблицу).

Пример, Для приготовления образца на аналитических весах взвешивается 7 г полуторного оксида висмута, 1,6 г оксида

бора, 0,04 г оксида алюминия и 1,0 г лангасита, после чего компоненты смеси переносятся в агатовую ступку, в которой перемешиваются в течение 10 мин. Затем смесь переносится в платиновый тигель и

помещается в муфельную печь, разогретую до 1223 К. При заданной температуре смесь выдерживается в течение 30 мин, затем тигель извлекается из печи и расплав выливается в специальную металлическую форму.

в которой происходит его охлаждение до комнатной температуры. Полученный таким образом образец не нуждается в последующей механической обработке и используется для определения лантана, галлия и

кремния в лангасите методом рентгено- спектрального анализа.

Результаты рентгеноспектрального определения лантана, галлия и кремния в составе лангасита (масса образца 10 г, число параллельных определений 5), проведенного по методу внутреннего стандарта, приведены в таблице.

Из таблицы следует, что смесь предлагаемого состава для приготовления образцов для рентгеноспектрального определения элементов, входящих в состав лангасита, позволяет растворять лангасита или смесь оксидов, отвечающую составу лангасита, до содержания его в смеси, соответствующего 12 мас.%, и обладает меньшей температурой сплавления компонентов, что обеспечивает повышение воспроизводимости рентгеноспектрального анализа до Sr 0,01 (известная 0,05-0,08) и экспрессности получения образца до 40 мин (известная 120 мин) или в три раза,

Кроме того, использование изобретения позволяет:

уменьшить энергозатраты за счет снижения рабочей температуры печи;

снизить влияние матрицы на результаты определения элементов за счет введения тяжелого элемента - висмута, что повышает воспроизводимость результатов анализа.

Формула изобретения

Смесь для приготовления образцов для

рентгеноспектрального определения элементов III-V групп Периодической системы, входящих в состав соединений со структурой галлогерманата кальция, включающая стеклообразователь - оксид бора, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения воспроизводимости результатов рентгеноспектрального определения лантана, галлия и кремния в кристаллах лангасита и в порошкообразных смесях, полученных путем твердофазного синтеза, а также повышения экспрессности определения, она дополнительно содержит полуторный оксид висмута и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксид бора14,3-29,9

Полуторный оксид висмута 69,8-85,2. Оксид алюминия0,3-0,5.

Изобретение относится к аналитической химии. Цель изобретения - повышение воспроизводимости результатов рентгено- спектрального определения лантана, галлия и кремния в кристаллах лангасита и в порошкообразных смесях, полученных путем твердофазного синтеза, а также повышение экспрессности определения. Смесь включает стеклообразователь - оксид бора, полуторный оксид висмута и оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид бора 14,3-29,9, полуторный оксид висмута 69,8-85,2, оксид алюминия 0,3-0,5. 1 табл.

Состав снеси

CwHoaei

кои пои ен TCP

.ас.

1Известная:

Оксил борз90

Кэрбомат натрияЮ

2Предлагаемая2а Оксид борч25,3

Оксид висмута69,S

Оксид в ГЕОМИНИ я0,3

26 Окскд боса18.5

Оксид еисмут,77,8

Оксид агюмимия0,3

2в Оксид бора14,j

Оксид «иснута85,2

алюминия0,5

о.Л

I Si I L I Ca

смесь/лангасиг е oGpai- к-Iр-,,-1

че, «ас.1L I Ca I Si | L | Ca | SiLa | CaSi

,17 2,65 С.2 3,1 2,57 0,20 0,05 0,06 О.ОБ 120

Лги нос

П З

92-3

96-k 30-10 Б8.12

IJ73

1073 117J 1223

1,58 1,32. 0,18 l.tli 1,26 0,17 0,03 0,03 0.03 «О З.Э5 3.31 0.26 3.90 3,28 0,25 0,02 0,0) 0,02 D М 3.97 0,32 11.70 3,92 0.51 0,01 0,02 0,02 6.

о.Л

I Si I L I Ca

р-,,-1

I Si | L | Ca | SiLa | CaSi

1,58 1,32. 0,18 l.tli 1,26 0,17 0,03 0,03 0.03 «О З.Э5 3.31 0.26 3.90 3,28 0,25 0,02 0,0) 0,02 D М 3.97 0,32 11.70 3,92 0.51 0,01 0,02 0,02 6.