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冶金
超級微波解決高碳鋼鐵中鉻元素分析難點

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在不銹鋼生產過程中,主要通過控制不銹鋼中鉻含量,來提高不銹鋼鋼的抗氧化性和耐腐蝕性。因此,建立可靠的、準確分析不銹鋼中鉻含量分析方法,就十分重要和必要。

在使用ICP-OES進行鉻的分析時,前處理往往使用電加熱板加熱的方法將其消解后進樣測試。但是對于高碳鋼電熱板消解會存在部分碳殘留,消解不徹底。鉻元素會與碳生成碳化鉻沉淀,影響測試結果。此時,需要加入強氧化性的酸,高氯酸、硫酸等。但有文獻報道,使用高氯酸分解樣品時,會有10%左右的鉻以CrOCl3的形式揮發(fā)掉,回收率偏低。如果使用濃硫酸增加沸點雖然能夠完全消解,但由于它們的高粘度將對試液導入產生影響。因此都不是最優(yōu)的解決方案。

本文介紹在測量鋼鐵中鉻元素時,選擇超級微波消解,僅使用王水進行消解的前處理方法,并與電熱板加熱的方法對比測試效果。



1.實驗流程 

實驗儀器

  • EXPEC 790S  超級微波消解系統(tǒng) 

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  • EXPEC 6500  ICP-OES

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實驗樣品

  • 高速工具鋼,YSB S 11483-2009

樣品前處理

  • 準確稱取待測樣品0.1000 g 于消解管中,依次加入4mL鹽酸、 1mL硝酸,混勻。將消解管裝入消解管架,轉移至超級微波平臺,預加壓 4MPa,按照超級微波升溫程序進行消解冷卻后,用去離子水定容至100mL,同時做空白實驗。

    消解程序設定如下:

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  • 準確稱取待測樣品0.1000g于聚四氟乙烯燒杯中,依次加入4mL鹽酸、 1mL 硝酸,混勻。放于電熱板上180℃加熱消解1h,冷卻后,用去離子水定容至 100mL,同時做空白實驗。


消解效果

碳包覆正極樣品消解

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消解前

消解后

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超級微波消解后

 電加熱板消解后

從圖片中可以明顯看出,在使用王水的情況下,電熱板消解后仍然有大量的黑色碳沉淀。




ICP-OES 測試結果

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鉻元素標準曲線

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2.實驗結論 

對高碳鋼采用電熱板和微波消解兩種方式進行消解,對比兩種消解效果, 超級微波可以將碳化物完全氧化,消解,電熱板消解存在部分碳殘留,消解不徹底;

超級微波中使用王水消解高碳鋼的測試數據表明,鉻元素測試值與標準值相符。其他元素也幾乎在標準值范圍內,因此該方法可解決高碳鋼中鉻元素分析的難點。


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