Способ определения кремния в металлах Советский патент 1982 года по МПК C01B33/00 G01N31/00 

(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРЕМНИЯ 8 МЕТАЛЛАХ

1 : v... Изобретение относится к аналитической химии, а именно физико-химическим методам анализа веществ, в частности, к вакуум-термическим мето дам определения кремния в металлах, и может быть использовано при аналитическом контроле материалов в черной и цветной металлургии. Известен ди(|)фузионный метод определения кремния в металлах, включающий обработку анализируемого образца смесью фтористоводородной и хлрркой кислот, диффузию,образующегося к поверхности поглотителя и последующее фотометрическое определе ние кремния в слое поглотителя. Врем диффузии кремния 18 ч 1 . Недостатки известного способа заключаются в длительности анализа и необходимости специальной подготовки пробы путем ее тонкого измельчения для обеспечения полного извлечения кремния. Известен способ определения кремния , зaклкJчaющийcя в растворении анализируемого образца в расплаве другого металла, на поверхности которого имеется слой жидкого шлака из галогенида металла, экстракции определяемой примеси из расплава в газовую фазу в виде летучего галогенида и последующей ее количественной регистрации 2. Недостатком данного способа является быстрое испарение жидкого шлака с поверхности металлической ванны при температурах анализа , что обуславливает невысокую галогенирующую способность шлака и снижает точность анализа до 50. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ, определения содержания кремния в металлах, включающий растворение пробы в ванне, являющейся -талогенирующим агентом, перевод кремния в газообразные галогениды (SiF.) при 450-800°С и последующую количественную регистрацию в газовой фазе с помощью массспектрометра. В качестве материала ванны и одновременно галогенирующего агента используют расплавы комплексных фторидов, редких и щелочных металлов в смеси с хлоридами щелочных металлов. Хлориды щелочных металлов добавляют в расплав для сниж ния температуры плавления. Теоретически рассчетная чувствительность способа, оцененная по колебаниям поправки контрольного опыта, измеренная до анализа проб, составляет 10 -10масД t3. Heдoctaткoм данного способа явля ется то, что после анализа первой ил второй пробы поправка контрольного опыта резко.возрастает из-за высокой активности фторирующего агента и образующихся летучих фторидных соедине ний, которые взаимодействуют со стен ками аппаратуры. Это приводит к снижению чувствительности анализа до 10 -10 мас.%. В связи с этим после анализа каждой пробы необходимо npoмывать внутренние стенки аппаратуры что снижает количество анализируемых образцов до 1-2 в смену. Целью изобретения является повышение чувствительности анализа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения кремния в металлах, включающему растворение пробы в вайне, являющей ся галогенирующим агентом, при нагревании и последующую количественную регистрацию образовавшегося газообразного галогенида кремния, в качестве галогенирующего агента используют безводный хлорид меди. Сущность способа заключается в следующем. При использовании в качестве галогенирующего агента хлорида меди, хлорирование примеси кремния происходит только из пробы. За счет этог достигается низкая поправка контрол ного опыта и повышается чувствитель ность анализа. Содержание влаги в хлориде меди не должно превышать 0,1. Материал ванны с пробой металла целесообразно нагревать до 500-бОО®С, так как при температуре ниже 500®С металл не растворяется, а при температуре выше 600 С хлорид меди интенсивно возгоняется, что

приводит к поглощению экстрагированного четырехлористого -кремния на налетах металла ванны и снижению чувствительности анализа.

Пример 1. Определение кремния.в стали марки 126-Ж, содержащей 0,005% Si,

Навеску порошка стали массой 0,12 г помещают вместе с безводным хлоридом меди в кварцевый тигель нагревают при в течение 7 мин. Количественный анализ газовой фазь проводят на масс-спектрометре МИ-1201. При анализе 8 проб стали полученное содержание кремния 0, ±0,0003 мас.|. Чувствительность анализа, оцененная по колебаниям поправки контрольного опыта и измеренная до и после проб. 5 Ю мас.. П р и м е р 2. Определение кремния в иттрии, содержащем 0,002% Si. Навеску, металла массой 0,2 г вместе с-безводным хлоридом меди массой 4 г помещают в кварцевый тигель и нагревают при530 С. Время экстракции кремния 5 мин. Количественный анализ газовой фазы проводят на масс-спектрометре МИ-1201. При анализе 5 проб полученное содержание кремния 0,0017+0,0003 мас.%. По сравнению с известным способом предлагаемый способ позволяет на два-три порядка повысить.чувствительность анализа (до 10-10 % в то время, как известного (Р%) и увеличить количество анализируемых проб за смену в if-8 раза. Формула изобретения Способ определения кремния в металлах, включающий растворение пробы в ванне, являющейся галогенирующим агентом, при нагревании и последующую количественную регистрацию образовавшегося газообразного галогенида кремния, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности анализа, в качестве галогенирующего агента используют .безводный хлорид меди. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Зинченко В.А. и Васильева К.С. Определение кремнекислоты в глиноземе диффузионным методом. - Заводская лаборатория ., 19б9, fP 11, с. 13171318. 5 2. Авторское свидетельство СССР №6909«2, кл. G 01 N 7/16, 979. . 919991« 3. Авторское свидетельство СССР по заявке Н ZyAtfZSS/ZSf кл, G 01 N 7/16. 1979.