GB∕T 3653.3-2023 硼鐵 硅含量的測定 高氯酸脫水重量法（正式版）

硼鐵硅含量的測定高氯酸脫水重量法2023-11-27發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T3653的第3部分。GB/T3653已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——硼鐵化學(xué)分析方法堿量滴定法測定硼量；——硼鐵化學(xué)分析方法氣體容量法測定碳量；——硼鐵硅含量的測定高氯酸脫水重量法；——硼鐵鋁含量的測定EDTA滴定法；——硼鐵化學(xué)分析方法色層分離硫酸鋇重量法測定硫量；——硼鐵化學(xué)分析方法銻磷鉬藍(lán)光度法測定磷量；——硼鐵硫含量的測定紅外線吸收法。本文件代替GB/T3653.3—1988《硼鐵化學(xué)分析方法高氯酸脫水重量法測定硅量》。與GB/T3653.3—1988比較，除結(jié)構(gòu)調(diào)整和編輯性改動外，主要技術(shù)變化如下：a)更改了原理的內(nèi)容(見第4章，1988年版的第2章);b)更改了“試劑和材料”(見第5章，1988年版的第3章);c)增加了“儀器和設(shè)備”(見第6章);e)更改了熔樣方法，將“先酸溶再堿熔”改為“直接堿熔”(見8.4.1,1988年版的5.3.1);f)更改了高氯酸的加入量，將“加入30mL高氯酸”改為“加入40mL高氯酸”(見8.4.2,1988年版的5.3.2);g)更改了沉淀灼燒溫度，將“1000℃”改為“1050℃”(見8.4.6,1988年版的5.3.6);h)更改了“分析結(jié)果的計算和表示”(見第9章，1988年版的第6章);i)更改了“允許差”為“精密度”(見第10章，1988年版的第7章);j)增加了試驗報告(見第11章);k)增加了“試樣分析結(jié)果接受程序流程圖”(見附錄A)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國生鐵及鐵合金標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC318)歸口。本文件起草單位：本鋼板材股份有限公司、遼陽國際硼合金有限公司、武漢科技大學(xué)、青島遠(yuǎn)誠創(chuàng)智科技有限公司、吉鐵鐵合金有限責(zé)任公司、中信錦州金屬股份有限公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為：——1988年首次發(fā)布為GB/T3653.3—1988;——本次為第一次修訂。Ⅱ由于硼鐵檢測過程中涉及的檢測元素較多，元素的適用范圍以及適用方法各不相同。為了保證硼鐵檢測標(biāo)準(zhǔn)的方便及準(zhǔn)確，針對硼鐵不同元素的分析方法，已經(jīng)建立了支撐硼鐵檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)體系。GB/T3653硼鐵系列分析方法是我國硼鐵檢測的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，由以下七個部分構(gòu)成?！痂F化學(xué)分析方法堿量滴定法測定硼量。目的在于測量硼鐵中的硼含量，采用堿量滴定法。——硼鐵化學(xué)分析方法氣體容量法測定碳量。目的在于測量硼鐵中的碳含量，采用氣體容量法。——硼鐵硅含量的測定高氯酸脫水重量法。目的在于測量硼鐵中的硅含量，采用高氯酸脫水重量法。——硼鐵鋁含量的測定EDTA滴定法。目的在于測量硼鐵中的鋁含量，采用EDTA滴定法?！痂F化學(xué)分析方法色層分離硫酸鋇重量法測定硫量。目的在于測量硼鐵中的硫含量，采用色層分離硫酸鋇重量法?！痂F化學(xué)分析方法銻磷鉬藍(lán)光度法測定磷量。目的在于測量硼鐵中的磷含量，采用銻磷鉬藍(lán)光度法。——硼鐵硫含量的測定紅外線吸收法。目的在于測量硼鐵中的硫含量，采用紅外線吸收法。1硼鐵硅含量的測定高氯酸脫水重量法警示——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗室工作實(shí)踐經(jīng)驗。本文件并未指出所有可能的安全問題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。本文件描述了采用高氯酸脫水重量法測定硼鐵中的硅含量的方法。本文件適用于硼鐵中硅含量的測定，測定范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):0.50%～16.00%。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4010鐵合金化學(xué)分析用試樣的采取和制備GB/T6379.1測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第1部分：總則與定義GB/T6379.2測量方法與結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度與精密度)第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測量方法重復(fù)性與再現(xiàn)性的基本方法GB/T6682分析實(shí)驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4原理試料用碳酸鈉、過氧化鈉熔融，使硅轉(zhuǎn)化成硅酸鹽，用鹽酸酸化，以高氯酸二次冒煙使硅酸脫水，經(jīng)過濾、洗滌，將沉淀于1050℃灼燒后冷卻，用甲醇低溫將硼揮散，灼燒至恒量，用氫氟酸使硅成四氟化硅揮發(fā)除去，再灼燒至恒量，根據(jù)氫氟酸處理前后的質(zhì)量差，計算硅的含量。5試劑和材料除非另有說明外，在分析中僅使用認(rèn)可的分析純試劑和符合GB/T6682規(guī)定的三級及三級以上蒸餾水或去離子水或純度相當(dāng)?shù)乃?.3混合熔劑，2份過氧化鈉加1份無水碳酸鈉，混勻。25.8硫酸溶液，1+1。5.9鹽酸溶液，1+1。5.10鹽酸溶液，5+95。6儀器和設(shè)備6.1分析中僅用通常的實(shí)驗室儀器和設(shè)備。6.3鎳坩堝(帶坩堝蓋),容積30mL。按照GB/T4010的規(guī)定進(jìn)行試料的采取和制備，試料應(yīng)通過0.088mm篩孔。8分析步驟對同一試料，至少獨(dú)立測定2次。按表1稱取試料，精確至0.0001g。硅含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%試料量g8.3空白試驗和驗證試驗8.3.2隨同試料分析同類型標(biāo)準(zhǔn)樣品。8.4.1樣品的熔融選用下列方法之一進(jìn)行：3GB/T3653.3—2023a)將試料(見8.2)置于預(yù)先盛有3g無水碳酸鈉(5.1)的鎳坩堝(6.3)中，攪勻，蓋好坩堝蓋。在高溫爐內(nèi)950℃灼燒約4min～5min,將試料熔融，取出冷卻。打開坩堝蓋加5g過氧化鈉(5.2),電爐盤烘烤至黃色，再蓋好坩堝蓋置于高溫爐內(nèi)700℃繼續(xù)熔融9min～10min至試料b)將試料(見8.2)置于預(yù)先盛有8g混合熔劑(5.3)的鎳坩堝(6.3)中，攪勻，再覆蓋2g混合熔劑(5.3),蓋好坩堝蓋。在電爐盤上烘烤至焦黃色，再蓋好坩堝蓋，放置于500℃~600℃高溫爐中，逐漸升溫至750℃,熔融5min至試料完全分解，取出冷卻。8.4.2坩堝外壁用水沖洗后，置于盛有70mL熱水的250mL燒杯中，蓋上表面皿，待反應(yīng)停止后，以熱水用擦棒擦洗坩堝及蓋并取出，立即緩慢加入30mL鹽酸(5.4)酸化，邊加邊攪拌。將試液加熱蒸發(fā)至體積約100mL時，加入40mL高氯酸(5.6)。8.4.3蓋上表面皿，留有縫隙，置于電熱板上蒸發(fā)至冒高氯酸煙，在回流狀態(tài)下冒煙15min~20min,直至殘留物呈黏稠狀，使硅酸脫水完全。取下稍冷，沿杯壁加入20mL鹽酸溶液(5.9),用熱水稀釋至150mL左右，加熱攪拌使鹽類溶解。8.4.4趁熱用中速定量濾紙過濾，用擦棒擦洗燒杯杯壁及表面皿，用熱鹽酸溶液(5.10)洗沉淀6次~7次，直至無鐵離子，用硫氰酸銨溶液(5.11)檢查，再用熱水洗至無氯離子，用硝酸銀溶液(5.12)檢查。保留濾紙和沉淀。8.4.5將濾液和洗液移入最初脫水用的燒杯中，加熱蒸發(fā)至體積約100mL時，加入10mL高氯酸(5.6),以下按8.4.3和8.4.4進(jìn)行操作。8.4.6將兩次沉淀連同濾紙(8.4.4和8.4.5),置于鉑坩堝(6.4)中，烘干，灼燒逐漸使濾紙灰化，然后置于1050℃高溫爐中灼燒20min,取出，稍冷后。加入5mL甲醇(5.7),于電熱板上低溫蒸發(fā)至干。再將坩堝置于1050℃高溫爐中灼燒30min,取出稍冷，置于干燥器中，冷卻至室溫，稱量，并反復(fù)灼燒至恒量(m?)。8.4.7將不純的二氧化硅用少許水潤濕，加入3滴硫酸溶液(5.8),5mL氫氟酸(5.5),置于電熱板上，加熱蒸發(fā)至硫酸煙冒盡，再放入1050℃高溫爐中灼燒20min,取出稍冷，置于干燥器中，冷卻至室9分析結(jié)果的計算和表示9.1硅含量的計算按式(1)計算試料中硅含量(wsi),以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示：式中：ws——硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%;mg——?dú)浞崽幚砬般K坩堝和隨同試驗的空白的質(zhì)量，單位為克(g);m?——?dú)浞崽幚砗筱K坩堝和隨同試驗的空白的質(zhì)量，單位為克(g);m——試料量，單位為克(g);0.4674——二氧化硅換算為硅的換算因數(shù)。9.2分析結(jié)果的確定和表示同一試樣兩次獨(dú)立分析結(jié)果差值的絕對值不大于重復(fù)性限(r),則取算術(shù)平均值作為分析結(jié)果。4如果兩次獨(dú)立分析結(jié)果差值的絕對值大于重復(fù)性限(r),則按照附錄A的規(guī)定追加測量次數(shù)并確定分分析結(jié)果按GB/T8170將數(shù)值修約至兩位小數(shù)。10精密度該精密度試驗是由8個實(shí)驗室對6個不同水平的硅含量進(jìn)行共同試驗確定的，每個實(shí)驗室對每個水平硅含量按照GB/T6379.1規(guī)定的重復(fù)性條件下獨(dú)立測定3次。對各實(shí)驗室報出的原始數(shù)據(jù)按照GB/T6379.2進(jìn)行統(tǒng)計分析，精密度試驗原始數(shù)據(jù)參見附錄B。精密度見表2。表2精密度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%硅含量重復(fù)性限(r)再現(xiàn)性限(R)0.50～16.00r=0.039+0.0046mR=0.041+0.0163m在重復(fù)性限條件下，獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的絕對值不大于重復(fù)性限(r),以大于重復(fù)性限(r)的情況不超過5%為前提。在再現(xiàn)性限條件下，獲得的兩次獨(dú)立測試結(jié)果的絕對值不大于再現(xiàn)性限(R),以大于再現(xiàn)性限(R)的情況不超過5%為前提。11試驗報告試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)實(shí)驗室的名稱和地址；b)試驗日期；c)本文件編號：d)識別試樣必要的細(xì)節(jié)；e)試驗結(jié)果；f)在測定過程中觀察到的異?，F(xiàn)象和本文件中沒有規(guī)定的可能對試驗結(jié)果產(chǎn)生影響的任何