ICP–AES法测定镍铜合金中的Fe，Mn，Cr，Nb

　　铜镍合金是以镍为主要添加元素的铜基合金，铜镍之间彼此可无限固溶。镍铜合金具有良好的延展性、可锻造性、机械加工性、耐腐蚀、深冲性能，被广泛应用于造船、石油化工、电器、仪表、医疗器械、日用品、工艺品等领域，还是重要的电阻及热电偶合金[1–3]。电感耦合等离子体发射光谱(ICP–AES)法因其具有灵敏度高、精密度和线性好、可同时分析多种元素等优点，目前已成为金属材料中常量及痕量元素的常用分析方法之一[4–7]。近年来，国内外文献报道了很多关于镍铜合金主量元素镍和铜的测量方法，但是关于其中的杂质元素鲜有报道[8]。笔者采用ICP–AES法对其中的杂质元素Fe，Mn，Cr，Nb进行分析，通过选择合适的谱线及内标用量确定了*佳分析条件，测定结果满足分析要求。

　　1实验部分

　　1.1主要仪器与试剂

　　发射光谱仪：JYULTIMA型，法国JobinYvon公司。Cr标准溶液：1.00mg/mL，称取0.5656g重铬酸钾，加入40mL水，加热溶解，冷却后移入200mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀;Fe标准溶液：1.00mg/mL，称取0.2000g纯铁，加入盐酸溶液(1+1)10mL，微热溶解，冷却后移入200mL容量瓶中，补加盐酸溶液(1+1)5mL，用水稀释至标线，摇匀;Mn标准溶液：1.00mg/mL，称取0.2000g电解锰，加入盐酸溶液(1+1)10mL，微热溶解，冷却后移入200mL容量瓶中，补加盐酸溶液(1+1)5mL，用水稀释至标线，摇匀;Nb标准溶液：1.00mg/mL，称取0.2500g纯铌于聚四氟乙烯烧杯，加入5mL氢氟酸，低温溶解并滴加硝酸，冷却后移入250mL聚四氟乙烯容量瓶中，补加氢氟酸5mL，用水稀释至标线，摇匀;铜溶液的配制：10.0mg/mL，称取2.00g纯铜，加入硝酸溶液(1+1)40mL，加热溶解，冷却后移入200mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀;镍溶液的配制：10.0mg/mL，称取2.00g纯镍，加入硝酸溶液(1+1)40mL，加热溶解，冷却后移入200mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀;钇内标溶液：0.2mg/mL，称取0.2540g氧化钇，加入盐酸40mL，低温溶解，冷却后移入1000mL容量瓶中，补加盐酸60mL，用水稀释至标线，摇匀;实验所用试剂均为优级纯，实验用水为二次蒸馏水，标准溶液使用时根据所需浓度按照配制1.00mg/mL标准溶液的酸度加以稀释。

　　1.2仪器工作条件

　　高频频率：40.68MHz;入射功率：1.05kW;反射功率：低于10W;护套气流量：0.2L/min;入射狭缝：20μm;出射狭缝：80μm;冷却气流量：15L/min;分析线：Cr283.563nm，Fe259.940nm，Mn257.610nm，Nb316.340nm;内标线：Y371.030nm。

　　1.3实验方法

　　1.3.1样品制备

　　准确称取0.1000g样品于150mL烧杯中，加入硝酸10mL，盐酸5mL，加热至样品溶解，取下冷却后加入硫酸溶液(1+1)10mL、磷酸5mL冒烟，

　　冷却，加水溶解盐类，冷却后移入预先准确加入含有0.40mgY内标溶液的100mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

　　1.3.2标准工作曲线的绘制

　　根据镍铜合金中各元素的含量范围，配制系列标准溶液。在数只100mL容量瓶中分别加入Cr，Fe，Mn，Nb标准溶液，使各瓶中Cr，Fe，Mn，Nb标准溶液浓度如表1所示，加入与样品相同量的酸，用水稀释至标线，摇匀，与样品同时测量。其中，S0～S5均以Ni65%，Cu30%打底;另配曲线S0'～S5'，以纯水配制，各元素含量与对应的S0～S5相同。

　　2结果与讨论

　　2.1合金中基体与共存元素间的干扰试验

　　2.1.1合金中试剂、基体与共存元素间的谱线干扰分别对体积分数为10%的硝酸溶液，5%的盐酸溶液，5%的磷酸溶液，5%的硫酸溶液，2%的Y溶液和65mg/mLNi，30mg/mLCu，4mg/mLSi，2mg/mLFe，1mg/mLMn，0.1mg/mL及1mg/mLCr的测试溶液在分析元素3～5条分析谱线中心波长附近的0.1842nm窗口范围内进行扫描，获得试剂溶液、干扰元素及分析元素光谱扫描谱图，对谱图进行叠加、放大，得到干扰元素在分析谱线附近的干扰情况。根据光谱干扰情况，选择分析谱线Cr283.563nm，Fe259.940nm，Mn257.610nm和Nb316.340nm对镍铜合金中元素进行分析时，试剂及基体对分析元素没有显著的光谱干扰。

　　2.1.2不同基体配制的标准溶液比较

　　以S0'和S5'绘制工作曲线，测定S0～S5中各元素的含量，结果见表2。从表2中数据可进一步证实基体对测量元素无干扰。

　　2.2内标用量

　　称取样品6份，每份均加入Cr0.5mg，Nb0.5mg，分别加入钇内标溶液0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00mL，在相同的测量条件下，测得各元素和内标元素谱线强度比的相对标准偏差见表3。由表3可知，无内标元素时测定结果的相对标准偏差较大，内标元素Y的加入使测量结果更加稳定、可靠，但是其发挥的作用与其用量并非成正比，当内标加入量达到一定值时，增加内标用量对测定结果影响不大。结合本次实验数据，选定钇内标溶液的用量为2.00mL。

　　2.3线性方程及相关系数

　　在确定的仪器工作条件下，用S0～S5系列标准溶液建立工作曲线，曲线线性方程、线性范围与相关系数见表4。由表4可知，分析元素在工作曲线线性范围内线性良好。

　　2.4加标回收试验和精密度试验

　　在确定的工作条件下，根据常见镍铜合金中分析元素的含量范围，选择镍铜合金标准样品(C56)进行精密度试验，结果见表5。镍铜合金中Fe，Mn元素属于常量元素，故对实际样品中的Cr，Nb元素进行加标回收试验，结果见表6。

　　表5和表6数据表明，用此方法测得的镍铜合金中Fe，Mn，Cr，Nb及其合成样品中的Cr，Nb元素含量，平均值与标准值基本一致，回收率为95.0%~103.4%，测得结果的相对标准偏差均小于5%，表明测量准确度和精密度均较高。

　　3结语

　　采用ICP–AES法测定镍铜合金中的Cr，Fe，Mn，Nb含量，通过光谱干扰试验确定*佳分析线，该方法测量准确度和精密度较高，能满足日常测试需要。