專利名稱：一種釩鋁合金中硅含量的檢測方法
技術領域：
本發明涉及化學分析技術領域，更具體地講，涉及一種檢測釩鋁合金中硅含量的方法。
背景技術：
釩鋁合金是一種廣泛應用于航空航天和軍事工業的高級合金材料，同時也用作鈦合金、高溫合金及某些特殊合金的添加劑。國家標準GB5063-85對釩鋁合金中包括硅在內的四種雜質含量做了限定，其中硅含量需小于或等于0.3wt%。目前，尚未發現針對釩鋁合金中硅含量測定的相關報道，而其他物料中硅的測定方法除常用的亞鐵還原-硅鉬藍分光光度法、二氧化硅重量法、氟硅酸鉀-堿滴定法等，還包括利用電感耦合等離子體質譜儀 (ICP)和X射線熒光分析儀進行硅含量分析檢測的方法；而在常規的分光光度法中，溶液中大量釩的存在會干擾對硅含量的測定，重量法和滴定法屬于常量分析不適于低含量分析， ICP和熒光分別面臨無相應校準曲線和無用于校準的標準物質的難題，均不能滿足釩鋁合金中硅含量測定需要。
目前，通過對相關文獻的檢索和相關標準的查閱，均未發現有關于釩鋁合金中硅含量測定的相關報道。發明內容
本發明的目的為對釩鋁合金中硅含量提供一種靈敏度高、重現性好、操作簡便易行的檢測方法。
為了實現上述目的，本發明提供了一種釩鋁合金中硅含量的檢測方法，所述方法包括以下步驟1)建立硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線；幻用鹽酸和硝酸分解待測樣品，向待測液中加入亞硫酸鈉將溶液還原成藍色，冷卻，定容于標準容量瓶中，從標準容量瓶中分取一定量待測液兩份，一份做顯色液，一份做參比液；；3)顯色液，將溶液調節至顯色酸度，加入過量的鉬酸銨，生成硅鉬黃雜多酸，然后加入過量的草硫混酸，立即加入過量的硫酸亞鐵銨將反應生成的硅鉬黃雜多酸還原成硅鉬藍雜多酸，稀釋至刻度；4)參比液，將溶液調節至顯色酸度，加入過量的草硫混酸、鉬酸銨和硫酸亞鐵銨并稀釋至刻度力)于分光光度計680nm處測定吸光度，根據顯色液所得的吸光度值查工作曲線，換算出釩鋁合金中的硅含量。
在根據本發明的實施例中，步驟1)可包括以下步驟分別吸取不同體積的 0. 02mg/mL的二氧化硅標準溶液至標準容量瓶中，分別加入釩標準溶液做基底，加入亞硫酸鈉還原，按步驟3)進行，以零濃度為參比測定吸光度，繪制硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線。
優選地，步驟1)可包括以下步驟分別吸取0. 02mg/mL的二氧化硅標準溶液 0. 00mL、l. 00mL、2. 00mL、3. 00mL、4. 00mL、5. 00mL、6. OOmL 禾口 7. OOmL 至 IOOmL 容量瓶中，分別加入IOmL的2. Omg/L的釩標準溶液做基底，加入濃度為IOwt %的亞硫酸鈉IOmL進行還原，加入過量的濃度為5wt%的鉬酸銨5mL，放置10-30min，加入草硫混酸15mL，立即加入硫酸亞鐵銨10mL，稀釋至刻度，搖勻，靜置后在660 700nm波長處以零濃度為參比測定其吸光度，以吸光度為縱坐標，硅含量為橫坐標作出硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線。
在根據本發明的實施例中，步驟幻可包括以下步驟稱取一定量的釩鋁合金樣品，加入硝酸和鹽酸的混合酸2-10mL，溶解至樣品完全溶解，然后，加入亞硫酸鈉溶液 2-15mL后，加熱待測液并保持微沸l-2min，將待測液中V5+還原成V4+。優選地，基于混合酸的總體積，硝酸的體積百分比為1 4%，鹽酸體積比為0. 5 5%。
在根據本發明的實施例中，步驟幻可包括以下步驟準確稱取0. 2000g釩鋁合金樣品，置于200mL容量瓶中，加少量蒸餾水潤濕，用鹽酸和硝酸的混合酸2-10mL分解試樣至樣品完全溶解，待樣品分解完畢加水至體積IOOmL,趁熱加入10wt%的亞硫酸鈉10mL，加熱煮沸Ι-aiiin至溶液為藍色，冷卻，將溶液轉入200mL容量瓶中，稀釋至刻度，分取一定量待測液兩份至IOOmL容量瓶中，一份做顯色液，一份做參比液。
在根據本發明的實施例中，步驟；3)可包括以下步驟用鹽酸將溶液顯色酸度調節至PH值為0. 1 0. 6，加入過量的5wt%的鉬酸銨5mL，放置15_20min，加入草硫混酸15mL， 立即加入2wt%的硫酸亞鐵銨10mL，將反應生成的硅鉬黃雜多酸還原成硅鉬藍雜多酸，稀釋至刻度200mL。
在根據本發明的實施例中，步驟4)可包括以下步驟用鹽酸將溶液顯色酸度調節至PH值為0. 1 0. 6，加入草硫混酸15mL，5wt%的鉬酸銨5mL和硫酸亞鐵銨10mL，并稀釋至刻度200mL。


通過下面結合附圖進行的描述，本發明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中
圖1示出了硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線。
具體實施方式
本發明通過對釩鋁合金試樣的特性分析，在樣品分解時加入鹽酸、硝酸進行分解， 樣品分解完全且滿足快速分析的需求；V5+為本發明中主要的干擾離子，向待測定液中加入亞硫酸鈉可將V5+還原，從而消除其干擾。此外，除去V5+有助于提高吸光度測定的準確度， 進而提高硅含量測定的準確率。
根據本發明示例性實施例的用于檢測釩鋁合金中的硅含量的方法包括下述步驟
1)建立硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線；
2)用鹽酸和硝酸分解釩鋁合金的待測樣品，向待測液中加入亞硫酸鈉將溶液還原成藍色，冷卻，定容于標準容量瓶中；從標準容量瓶中分取一定量待測液兩份，一份做顯色液，一份做參比液；
3)顯色液，將溶液調節至顯色酸度，加入過量的鉬酸銨，放置5-30min，生成硅鉬黃雜多酸(硅鉬黃雜多酸為正硅酸和鉬酸銨的反應產物)；然后加入草硫混酸(即，草酸和硫酸的混合酸)，立即加入硫酸亞鐵銨將反應生成的硅鉬黃雜多酸還原成硅鉬藍雜多酸，稀釋至刻度200mL，其中，加入草硫混酸的目的在于，草酸消除鐵元素干擾，硫酸提高顯色酸度，消除磷元素和砷元素干擾；
4)參比液，將溶液調節至顯色酸度，加入過量的草硫混酸、鉬酸銨和硫酸亞鐵銨并稀釋至刻度200mL ；
5)于分光光度計680nm處測定顯色液吸光度，根據顯色液所得的吸光度值查硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線，換算出釩鋁合金中硅含量，其中，在利用分光光度計測定顯色液吸光度時，用參比液調節分光光度計的零點。
具體地講，上述步驟1)的具體操作為分別吸取不同體積的0. 02mg/mL的二氧化硅標準溶液至標準容量瓶中，分別加入釩標準溶液做基底，加入亞硫酸鈉還原，按步驟3) 進行，以零濃度為參比測定吸光度，繪制硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線。
上述步驟2、的具體操作為稱取一定量的釩鋁合金樣品，加入硝酸和鹽酸的混合酸2-10mL，溶解至樣品完全溶解。其中，基于混合酸的總體積，硝酸的體積百分比為1 4%，鹽酸體積比為0.5 5%。然后，在步驟2)中加入亞硫酸鈉溶液2-15mL后，加熱待測液并保持微沸l-2min，將待測液中V5+還原成V4+。
在上述步驟幻和4)中，在加入鉬酸銨前，用鹽酸將溶液顯色酸度調節至pH值為 0. 1 0. 6。
在上述步驟幻中，加入鉬酸銨后放置時間為5-30min，或者采取沸水浴方式，水浴 IOs 5min。然后，加入草硫混酸溶液8_30mL后立即加入硫酸亞鐵銨8_25mL。
下面，將更具體地描述根據本發明示例性實施例的用于檢測釩鋁合金中的硅含量的方法。
步驟1)繪制硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線
分別吸取0. 02mg/mL 的二氧化硅標準溶液 0. OOmL, 1. OOmL,2. OOmL,3. OOmL, 4. OOmL,5. OOmL,6. OOmL和7. OOmL至IOOmL容量瓶中，分別加入IOmL釩標準溶液(五氧化二釩溶液)(2.0mg/L)做基底，加入亞硫酸鈉(IOwt^ )10mL還原，加入過量的鉬酸銨 (5wt % ) 5mL,放置10-30min，加入草硫混酸(0. 5g草酸溶解于IOOmLlOwt %的硫酸溶液中)15mL，立即加入2wt%的硫酸亞鐵銨10mL，稀釋至刻度，搖勻，靜置后在660 700nm波長處以零濃度(加入二氧化硅標準溶液0. OOmL)為參比測定其吸光度。以吸光度為縱坐標，硅含量為橫坐標作出硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線，參見圖1。從圖1可得，硅濃度-吸光度標準曲線y = 4. 4821x, R2 = 0. 9997符合試驗要求。
步驟2)
準確稱取0. 2000g釩鋁合金樣品，置于200mL容量瓶中，加少量蒸餾水潤濕，用鹽酸和硝酸的混合酸2-10mL分解試樣至樣品完全溶解，其中，基于混合酸的總體積，硝酸的體積百分比為1 4%，鹽酸體積比為0. 5 5% (例如，IOOmL混合酸中含濃鹽酸lmL，濃硝酸ImL)。待樣品分解完畢加水至體積IOOmL,趁熱加入亞硫酸鈉(IOwt % ) 10mL，加熱煮沸Ι-aiiin至溶液為藍色，即，將待測液中V5+還原成V4+。冷卻，將溶液轉入200mL容量瓶中， 稀釋至刻度。從容量瓶中分取一定量待測液兩份至IOOmL容量瓶中，一份做顯色液，一份做參比液，于分光光度計680nm處測定吸光度。
步驟幻顯色液的配置
將溶液調節至顯色酸度，加入過量的鉬酸銨(5wt% )5mL，放置15-20min，加入草硫混酸15mL，立即加入2wt%的硫酸亞鐵銨10mL，將反應生成的硅鉬黃雜多酸還原成硅鉬藍雜多酸，稀釋至刻度200mL。
步驟4)參比液的配置
參比液將溶液調節至顯色酸度，加入草硫混酸15mL，鉬酸銨(5wt% ) 5mL和硫酸亞鐵銨IOmL并稀釋至刻度200mL。與顯色液配置過程中先后加入鉬酸銨、草硫混酸和硫酸亞鐵銨以生成硅鉬藍雜多酸的步驟不同，在參比液的配置中，先后加入的順序為草硫混酸、 鉬酸銨和硫酸亞鐵銨，不形成硅鉬藍雜多酸。
步驟5)
于分光光度計680nm處測定各顯色液吸光度，根據顯色液所得的吸光度值查硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線，換算出釩鋁合金中的硅含量。
分別稱取釩鋁合金樣品4份，加入不同量的硅標準溶液做加標回收試驗，回收率結果如下表1所示
表1回收率
加入硅量，mg測得硅量，mg回收硅量，mg回收率，％00. 6260. 51. 1220. 49699. 201. 001. 6301. 004100. 401. 502. 1201. 49499. 602. 002. 6151. 98999. 45
由上表可知，回收率在99. 2-100. 4之間，方法準確可靠，符合分析方法要求。
操作過程中使用尋常設備，分解過程合理有效既未引入干擾物質，也未造成試樣損失，測量方法準確可靠，能滿足釩鋁合金中硅含量測定分析要求。
盡管已經參照本發明具體示出和描述了本發明的實施例，但是本發明不限于此。 在不脫離由權利要求限定的本發明的精神或范圍的情況下，可以在細節和形式上作出各種修改。
權利要求
1.一種釩鋁合金中硅含量的檢測方法，所述方法包括以下步驟1)建立硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線；2)用鹽酸和硝酸分解待測樣品，向待測液中加入亞硫酸鈉將溶液還原成藍色，冷卻， 定容于標準容量瓶中，從標準容量瓶中分取一定量待測液兩份，一份做顯色液，一份做參比液；3)顯色液，將溶液調節至顯色酸度，加入過量的鉬酸銨，生成硅鉬黃雜多酸，然后加入過量的草硫混酸，立即加入過量的硫酸亞鐵銨將反應生成的硅鉬黃雜多酸還原成硅鉬藍雜多酸，稀釋至刻度；4)參比液，將溶液調節至顯色酸度，加入過量的草硫混酸、鉬酸銨和硫酸亞鐵銨并稀釋至刻度；5)于分光光度計680nm處測定吸光度，根據顯色液所得的吸光度值查工作曲線，換算出釩鋁合金中的硅含量。
2.根據權利要求1所述的檢測方法，其中，步驟1)包括以下步驟分別吸取不同體積的0. 02mg/mL的二氧化硅標準溶液至標準容量瓶中，分別加入釩標準溶液做基底，加入亞硫酸鈉還原，按步驟幻進行，以零濃度為參比測定吸光度，繪制硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線。
3.根據權利要求2所述的檢測方法，其中，步驟1)包括以下步驟分別吸取0.02mg/mL 的二氧化硅標準溶液 0. OOmLU. OOmL,2. OOmL,3. OOmL,4. OOmL,5. OOmL,6. OOmL 和 7. OOmL 至 IOOmL容量瓶中，分別加入IOmL的2. Omg/L的釩標準溶液做基底，加入濃度為IOwt %的亞硫酸鈉IOmL進行還原，加入過量的濃度為5wt%的鉬酸銨5mL，放置10-30min，加入草硫混酸15mL，立即加入硫酸亞鐵銨10mL，稀釋至刻度，搖勻，靜置后在660 700nm波長處以零濃度為參比測定其吸光度，以吸光度為縱坐標，硅含量為橫坐標作出硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線。
4.根據權利要求1所述的檢測方法，其中，步驟幻包括以下步驟稱取一定量的釩鋁合金樣品，加入硝酸和鹽酸的混合酸2-10mL，溶解至樣品完全溶解，然后，加入亞硫酸鈉溶液2-15mL后，加熱待測液并保持微沸Ι-aiiin，將待測液中V5+還原成V4+。
5.根據權利要求4所述的檢測方法，其中，基于混合酸的總體積，硝酸的體積百分比為 1 4%，鹽酸體積比為0. 5 5%。
6.根據權利要求4或5所述的檢測方法，其中，步驟幻包括以下步驟準確稱取 0. 2000g釩鋁合金樣品，置于200mL容量瓶中，加少量蒸餾水潤濕，用鹽酸和硝酸的混合酸 2-10mL分解試樣至樣品完全溶解，待樣品分解完畢加水至體積IOOmL,趁熱加入10wt%的亞硫酸鈉10mL，加熱煮沸Ι-aiiin至溶液為藍色，冷卻，將溶液轉入200mL容量瓶中，稀釋至刻度，分取一定量待測液兩份至IOOmL容量瓶中，一份做顯色液，一份做參比液。
7.根據權利要求1所述的檢測方法，其中，步驟幻包括以下步驟用鹽酸將溶液顯色酸度調節至PH值為0. 1 0. 6，加入過量的5wt%的鉬酸銨5mL，放置15-20min，加入草硫混酸15mL，立即加入2wt%的硫酸亞鐵銨10mL，將反應生成的硅鉬黃雜多酸還原成硅鉬藍雜多酸，稀釋至刻度200mL。
8.根據權利要求1所述的檢測方法，其中，步驟4)包括以下步驟用鹽酸將溶液顯色酸度調節至PH值為0. 1 0. 6，加入草硫混酸15mL，5wt%的鉬酸銨5mL和硫酸亞鐵銨10mL，并稀釋至刻度200mL。
全文摘要
本發明提供了一種釩鋁合金中硅含量的檢測方法，所述方法包括以下步驟建立硅標準溶液濃度-吸光度工作曲線；用鹽酸和硝酸分解待測樣品；向待測液中加入亞硫酸鈉將溶液還原成藍色，冷卻，定容于標準容量瓶中；從標準容量瓶中分取一定量待測液兩份，一份做顯色液，一份做參比液；顯色液，將溶液調節至顯色酸度，加入過量的鉬酸銨，放置5-30min，生成硅鉬黃雜多酸，然后加入草硫混酸，立即加入硫酸亞鐵銨將反應生成的硅鉬黃雜多酸還原成硅鉬藍雜多酸，稀釋至刻度；參比液，將溶液調節至顯色酸度，加入草硫混酸、鉬酸銨和硫酸亞鐵銨并稀釋至刻度；于分光光度計680nm處測定吸光度，根據顯色液所得的吸光度值查工作曲線，換算出釩鋁合金中的硅含量。
文檔編號G01N21/31GK102495008SQ20111036108
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者周禮仙, 蘇洋, 鄭小敏 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司