本發(fā)明涉及合金檢測，尤其涉及一種高溫合金粉末中痕量元素含量的測定方法。

背景技術(shù)：

1、高溫合金粉末是粉末冶金和金屬增材制造等高溫合金生產(chǎn)和制造的原材料，其特性直接影響粉末經(jīng)過熱固結(jié)成型和熱加工后的塊體材料的組織特征，從而影響材料的服役性能。高溫合金中痕量元素的含量及分布對其性能有重大影響，在高溫、大機(jī)械荷載及循環(huán)應(yīng)變等惡劣環(huán)境使用過程中，高溫合金制件中的痕量元素會(huì)在表面或與涂層的界面層偏析，痕量元素的影響被數(shù)量級的放大，導(dǎo)致制件的性能嚴(yán)重下降。因此，準(zhǔn)確測定高溫合金粉末中的痕量元素含量意義重大，將為高溫合金生產(chǎn)工藝的監(jiān)控及改進(jìn)、相關(guān)機(jī)理研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2、目前，高溫合金中痕量元素分析方法主要有：石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法、氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法、電感耦合等離子質(zhì)譜法、輝光放電質(zhì)譜法(gdms)等。除了gdms法，其他方法均為化學(xué)濕法?；瘜W(xué)濕法在實(shí)際應(yīng)用中存在樣品處理繁瑣、部分元素(例如鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、硅等)由于試劑空白導(dǎo)致方法檢出限偏高、氯元素?zé)o法測定等問題。gdms法具有固體直接測量、靈敏度高、檢測限低(多數(shù)元素檢測限可低至μg/g～ng/g級)、基體效應(yīng)小、可分析元素多、多元素同時(shí)測量、線性動(dòng)態(tài)范圍寬(超過10個(gè)數(shù)量級)等優(yōu)點(diǎn)，是目前固體超純材料中的痕量元素直接分析的首選方法。與化學(xué)濕法方法相比，gdms具有分析速度快、空白低、可同時(shí)獲得多種元素原位分布信息等特點(diǎn)。對于高溫合金中鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、硅、銀、砷、硼、磷、硒、碲、鉈等元素，gdms具有極低的檢出限，顯示出了其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

3、在gdms分析中，固體塊狀或針狀樣品可直接分析，而粉末狀樣品需要采用壓片機(jī)壓片成型后進(jìn)行才能進(jìn)行分析。高溫合金粉末由于粘性較差，壓片過程中不容易成型。因此，樣品制備是高溫合金粉末gdms分析中的難點(diǎn)之一。

4、現(xiàn)有專利和文獻(xiàn)中，關(guān)于輝光放電質(zhì)譜法中粉末樣品制備方法包括：直接壓片、與純鎵粉混勻后壓片、與純銅粉/鎢粉混勻后壓片、與純鋁粉混勻后壓入純金屬槽、壓制在高純銦塊/片或鉭箔上、與銦和geo2/in復(fù)合材料熔融混合成塊狀、金屬條輔助導(dǎo)電裝置壓片、金屬槽導(dǎo)電輔助裝置壓片、覆蓋導(dǎo)電金屬窗口等，主要目的是為了將易壓制成型的粉末樣品壓制成適合輝光放電質(zhì)譜分析的塊狀或片狀樣品，或輔助不導(dǎo)電粉末樣品放電。

5、然而，現(xiàn)有的方法并不適用于高溫合金粉末樣品，具體包括：

6、1)直接壓片：高溫合金粉末由于粘性較差，壓片過程中不容易成型；

7、2)與純金屬粉末混勻后壓片、壓入純金屬槽、金屬條輔助導(dǎo)電壓片、覆蓋導(dǎo)電金屬窗口：金屬樣品中該純金屬元素?zé)o法測定，例如與純銅粉混合后無法測定原樣品中銅元素含量；

8、3)壓制在高純銦塊/片上：無法測定銦元素，且銦熔點(diǎn)低，只適用于低流速輝光放電質(zhì)譜儀，不適用于高流速輝光放電質(zhì)譜儀；

9、4)沒有考慮空白值對測定結(jié)果的影響。

10、文獻(xiàn)determination?of?trace?elements?in?high?purity?alumina?powder?byhelium?enhanced?direct?current?glow?discharge?mass?spectrometry[jung?s,spectrochimica?acta?part?b:atomic?spectroscopy,2016,122]中公開了一種輝光放電質(zhì)譜樣品制備和測試：

11、(1)樣品制備：將氧化鋁粉末與高純石墨粉末(200目，金屬基99.9999％)按1：1的質(zhì)量比，放入15ml的研磨碗中，加入10mm直徑的氧化鋁球，在振動(dòng)球磨儀中混勻。然后將混勻后的樣品裝入不銹鋼杯中，在1.3kn/cm2的壓力下壓成導(dǎo)電的片；

12、(2)相對靈敏度因子(rsf)校準(zhǔn)：采用基體匹配的高純氧化鋁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)crm?jcrmr035等校準(zhǔn)各待測元素的rsf。

13、然而，該文獻(xiàn)中的制樣條件適用于氧化鋁粉末樣品，但并不適用于高溫合金粉末樣品，由于氧化鋁粉末本身不導(dǎo)電，文獻(xiàn)中公開的技術(shù)方案的效果也只是增加了氧化鋁粉末的導(dǎo)電性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種高溫合金粉末中痕量元素含量的測定方法，可以準(zhǔn)確測定高溫合金粉末中痕量元素含量，可以解決現(xiàn)有高溫合金粉末由于粘性較差壓片過程中不容易成型的問題。

2、本發(fā)明提供了一種高溫合金粉末中痕量元素含量的測定方法，包括以下步驟：

3、a)空白試驗(yàn)：將第一部分高純石墨粉末采用壓片機(jī)壓制成片狀，得到第一壓片樣品，采用輝光放電質(zhì)譜儀測定高純石墨粉末中待測痕量元素x的質(zhì)量含量，連續(xù)測定至少2次，取平均結(jié)果作為測定值，記為

4、樣品制備：將待測高溫合金粉末樣品與第二部分高純石墨粉末按質(zhì)量比m1：m2研磨混勻，將得到的混合粉末采用壓片機(jī)壓制成片狀，得到第二壓片樣品；

5、b)測量儀器校準(zhǔn)：采用與所述待測高溫合金粉末樣品的基體匹配或相近的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或內(nèi)控樣品，校準(zhǔn)待測元素相對靈敏度因子；

6、c)樣品的測定：采用輝光放電質(zhì)譜儀測定第二壓片樣品中待測痕量元素x的質(zhì)量含量，連續(xù)測定至少2次，取平均結(jié)果作為測定值

7、d)計(jì)算：當(dāng)和均低于方法檢出限，則待測高溫合金粉末樣品中待測痕量元素x的質(zhì)量含量低于方法檢出限；

8、當(dāng)高于方法檢出限時(shí)，待測高溫合金粉末樣品中待測痕量元素x的質(zhì)量含量通過公式(1)進(jìn)行計(jì)算；

9、

10、其中，不大于0.0001％。

11、優(yōu)選的，步驟a)中，所述高純石墨粉末的純度不小于99.999％。

12、優(yōu)選的，步驟a)中，所述第一壓片樣品呈圓形，直徑大于20mm且不超過40mm，所述第一壓片樣品的厚度為3～10mm。

13、優(yōu)選的，步驟a)中，所述輝光放電質(zhì)譜儀的工作條件包括：

14、放電電流：30～50ma，放電電壓900～1400v，放電氣體流速300～550ml/min，樣品預(yù)濺射時(shí)間不少于5min。

15、優(yōu)選的，步驟a)中，所述m1：m2＝3～5：1。

16、優(yōu)選的，步驟a)中，所述第二壓片樣品呈圓形，直徑大于20mm且不超過40mm，所述第二壓片樣品的厚度為3～10mm。

17、優(yōu)選的，步驟c)中，所述輝光放電質(zhì)譜儀的工作條件包括：

18、放電電流：30～50ma，放電電壓900～1400v，放電氣體流速300～550ml/min，樣品預(yù)濺射時(shí)間不少于5min。

19、本發(fā)明提供了一種高溫合金粉末中痕量元素含量的測定方法，包括以下步驟：a)空白試驗(yàn)：將第一部分高純石墨粉末采用壓片機(jī)壓制成片狀，得到第一壓片樣品，采用輝光放電質(zhì)譜儀測定高純石墨粉末中待測痕量元素x的質(zhì)量含量，連續(xù)測定至少2次，取平均結(jié)果作為測定值，記為樣品制備：將待測高溫合金粉末樣品與第二部分高純石墨粉末按質(zhì)量比m1：m2研磨混勻，將得到的混合粉末采用壓片機(jī)壓制成片狀，得到第二壓片樣品；b)測量儀器校準(zhǔn)：采用與所述待測高溫合金粉末樣品的基體匹配或相近的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或內(nèi)控樣品，校準(zhǔn)待測元素相對靈敏度因子(rsf)；c)樣品的測定：采用輝光放電質(zhì)譜儀測定第二壓片樣品中待測痕量元素x的質(zhì)量含量，連續(xù)測定至少2次，取平均結(jié)果作為測定值d)計(jì)算：當(dāng)和均低于方法檢出限，則待測高溫合金粉末樣品中待測痕量元素x的質(zhì)量含量低于方法檢出限；當(dāng)高于方法檢出限時(shí)，待測高溫合金粉末樣品中待測痕量元素x的質(zhì)量含量通過公式(1)進(jìn)行計(jì)算；其中，不大于0.0001％。

20、本發(fā)明可以準(zhǔn)確測定高溫合金粉末中痕量元素含量，大部分痕量元素定量限為0.00001％；本發(fā)明可以解決現(xiàn)有高溫合金粉末由于粘性較差壓片過程中不容易成型的問題，彌補(bǔ)現(xiàn)有分析方法樣品處理繁瑣、部分元素方法檢出限偏高、氯元素?zé)o法測定的不足。