一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法。【背景技術(shù)】
[0002] 金屬鋯及其合金被廣泛應(yīng)用于水冷動(dòng)力堆的包殼材料與堆芯結(jié)構(gòu)材料。目前國(guó)內(nèi) 公開報(bào)道的鋯及鋯合金化學(xué)分析方法主要為1992年頒布的GB/T 13747鋯及鋯合金化學(xué)分 析方法國(guó)標(biāo)，以及2012年李剛等人發(fā)表的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定核級(jí)鋯合金 中17種常量及痕量元素。這些文獻(xiàn)中均未涉及鋯及鋯合金中鋰元素測(cè)定方法，主要技術(shù)難 度有以下兩點(diǎn)：
[0003] 第一、鋰元素含量上限要求極低，不得大于0. 0002 %，屬于痕量分析范疇；電感耦 合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定高鹽鋯基體中常見元素含量檢出限通常為〇. 〇〇1〇%，部分元素 檢出限更高為〇. 0050 %，屬于微量分析范疇，痕量分析通常使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀測(cè) 定。
[0004] 第二、目前主流的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀為垂直觀測(cè)矩管，垂直觀測(cè)技術(shù) 在測(cè)定易電離類元素（堿金屬與堿土金屬）中極易受到干擾，并且基體效應(yīng)對(duì)易電離元素 干擾也尤為明顯，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定性差，不符合定量分析要求。通常使用化學(xué)分析方法測(cè) 定易電離元素，或不測(cè)易電離元素。鋰元素是元素周期表中第三號(hào)元素，原子量輕并且極易 電離，使用垂直觀測(cè)技術(shù)測(cè)定鋰元素含量難度極大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測(cè)定鋯及鋯 合金中鋰含量的方法。該方法通過采用360B鋯合金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為校準(zhǔn)溶液的基體，并對(duì)特 征光譜譜線等條件進(jìn)行大量選擇實(shí)驗(yàn)，克服垂直觀測(cè)技術(shù)中易電離元素易受干擾的困難以 及電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定鋯基體高鹽環(huán)境檢出限不滿足痕量分析的困難，提供 了一種電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法，滿足核工業(yè)鋯及鋯 合金檢測(cè)需求。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量 的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0007] 步驟一、對(duì)純鋯或鋯合金進(jìn)行車削，得到肩狀試樣，然后將肩狀試樣清洗干凈后烘 干備用；
[0008] 步驟二、采用堆錐四分法對(duì)步驟一中烘干后的肩狀試樣進(jìn)行縮分選樣，得到待測(cè) 樣；
[0009] 步驟三、向步驟二中所述待測(cè)樣中滴加氫氟酸-硝酸復(fù)合酸液進(jìn)行溶解，然后將 溶液轉(zhuǎn)入容量瓶中，用純水定容后搖勻，得到待測(cè)液；所述氫氟酸-硝酸復(fù)合酸液的體積V 滿足：8m < V < 10m，其中m為待測(cè)樣的質(zhì)量，m的單位為g，V的單位為mL ;
[0010] 步驟四、將數(shù)份質(zhì)量均為m的360B鋯合金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分置于多個(gè)燒杯中，各滴加體 積為V的氫氟酸-硝酸復(fù)合酸液進(jìn)行溶解，得到多份基體母液，然后取多個(gè)容量瓶，將基體 母液以及計(jì)量的鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液分別移入各容量瓶中，之后分別用純水定容后搖勻，得到一系 列不同濃度的鋰校準(zhǔn)溶液；
[0011] 步驟五、采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀于670. 780nm處逐一測(cè)定步驟四中所 述不同濃度鋰校準(zhǔn)溶液的鋰元素特征光譜強(qiáng)度，由此建立鋰校準(zhǔn)溶液的濃度與鋰元素特征 光譜強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系的校準(zhǔn)曲線；
[0012] 步驟六、采用電感親合等離子體發(fā)射光譜儀于670. 780nm處測(cè)定步驟三中所述待 測(cè)液的鋰元素特征光譜強(qiáng)度，然后依據(jù)步驟五所建立的校準(zhǔn)曲線計(jì)算出待測(cè)液中鋰的濃 度，最終計(jì)算出純鋯或鋯合金試樣中鋰的質(zhì)量含量。
[0013] 上述的一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法，其特征在于，步驟三和步驟四中所 述氫氟酸-硝酸復(fù)合酸液中HF的質(zhì)量百分含量均為12%~18%，HN0 3的質(zhì)量百分含量均 為5%~9%〇
[0014] 上述的一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法，其特征在于，步驟三和步驟四中所 述m均滿足：0. 5g < m < lg，步驟三和步驟四中所述容量瓶的規(guī)格均為50mL或100mL。
[0015] 上述的一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法，其特征在于，步驟四中所述一系 列不同濃度的鋰校準(zhǔn)溶液中鋰的濃度分別為〇mg/L、0. 002mg/L、0. 005mg/L、0. 01mg/L和 0. 02mg/L〇
[0016] 上述的一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法，其特征在于，步驟五和步驟六中所 述電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的工作參數(shù)均為：高頻發(fā)生器功率1. lkw~~1. 4kW，等離 子氣流量12L/min~15L/min，輔助氣流量0. 7L/min~1. lL/min，霧化氣流量0. 7L/min~ 1. lL/min，懦動(dòng)泵泵速15rpm~45rpm，觀測(cè)高度15mm~16_，積分時(shí)間2s~5s。
[0017] 上述的一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法，其特征在于，步驟五中所述校準(zhǔn)曲 線的線性相關(guān)系數(shù)不小于〇. 999。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 1、本發(fā)明采用360B鋯合金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為校準(zhǔn)溶液的基體，有效降低了基體效應(yīng)， 提高了檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度。
[0020] 2、本發(fā)明采用通過NIST認(rèn)證的360B鋯合金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液配制鋰校準(zhǔn) 溶液，準(zhǔn)確度高、精密度高、國(guó)際認(rèn)可度高。
[0021] 3、本發(fā)明采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定鋯及鋯合金中鋰元素，靈密度 高、精密度高、準(zhǔn)確度高，分析步驟簡(jiǎn)單易于掌握，分析速度快，滿足核工業(yè)鋯及鋯合金檢測(cè) 需求。
[0022] 5、本發(fā)明建立了一種測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法，彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)尚無鋯及鋯合金 中鋰元素測(cè)定方法的空白，滿足核工業(yè)鋯及鋯合金檢測(cè)需求。
[0023] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-3在電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上建立的鋰校準(zhǔn)溶液的 濃度與鋰元素特征光譜強(qiáng)度對(duì)應(yīng)關(guān)系的校準(zhǔn)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例測(cè)定鋯及鋯合金中鋰含量的方法包括以下步驟：
[0027] 步驟一、對(duì)純鋯或鋯合金進(jìn)行車削，得到肩狀試樣，然后將肩狀試樣清洗干凈后烘 干備用；
[0028] 本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中，先用無水乙醇浸泡清洗純鋯或鋯合金肩狀試樣30s 以上，然后使用純水沖洗試樣10次以上，之后將肩狀試樣在不超過50°C溫度的條件下烘 干；所述無水乙醇為分析純級(jí)以上規(guī)格，純水符合GB/T 6682實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水要求；
[0029] 步驟二、采用堆錐四分法對(duì)步驟一中烘干后的肩狀試樣進(jìn)行縮分選樣，得到待測(cè) 樣；
[0030] 本實(shí)施例采用堆錐四分法取樣后準(zhǔn)確稱量lg試樣，精確至0. 0020g ;
[0031] 步驟三、向步驟二中所述待測(cè)樣中滴加10mL氫氟酸-硝酸復(fù)合酸液進(jìn)行溶解，然 后將溶液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，用純水定容后搖勻，得到待測(cè)液；所述氫氟酸-硝酸復(fù)合酸 液中HF的質(zhì)量百分含量為14. 4%，HN03的質(zhì)量百分含量為6. 8% ;
[0032] 本實(shí)施例在具體實(shí)施過程中，先將步驟二稱量的lg待測(cè)樣置于50mL耐氫氟酸燒 杯中，加入8mL純水浸沒樣品，然后逐滴緩慢加入10mL氫氟酸-硝酸復(fù)合酸液溶解樣品，之 后將