GB/T 4698.7-2011 海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 氧量、氮量的测定

ICS77.120.50

H64百目

中华人民共和国国彖标准

GB/T4698.7—2011

代替GB/T4698.7—1996,GB/T4698.16—1996

海绵钛、钛及钛合金化学分析方法

氧量、氮量的测定

Methodsforchemicalanalysisoftitaniumsponge?titaniumandtitaniumalloys—

Determinationofoxygenandnitrogencontent

2011-05-12发布2012-02-01实施

GB/T4698.7—2011

刖

本部分代替GB/T469&7—1996《海绵钛、钛及钛合金化学分析方法蒸憎分离一奈斯勒试剂分

光光度法测定氮量》和GB/T469&16—1996((海绵钛、钛及钛合金化学分析方法惰气熔融库仑法测

定氧量》。

本部分与GB/T4698.7—1996和GB/T4698.16—1996相比主要变化如下：

——将测定氧的方法由惰气熔融库仑法改为惰性气体熔融红外检测法；

——增加了钛及钛合金中氧、氮同时测定的方法；

——增加了方法2的资料性附录A„

本部分方法一等同采用ISO22963：2008«钛及钛合金氧的检测惰性气体熔融红外法》;方法三

修订GB/T4698.7—1996«海绵钛、钛及钛合金化学分析方法蒸憾分离-奈斯勒试剂分光光度法测定

氮量》。

本部分方法二为仲裁方法。

本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。

本部分方法一起草单位：宝钛集团有限公司、湖南湘投金天钛金属有限公司、西北有色金属研究院、

西部金属材料股份有限公司、四川恒为制钛科技有限公司、遵义钛业股份有限公司。

本部分方法二起草单位：宝钛集团有限公司、湖南湘投金天钛金属有限公司、西北有色金属研究院、

西部金属材料股份有限公司、四川恒为制钛科技有限公司、遵义钛业股份有限公司。

本部分方法三起草单位：西北有色金属研究院、湖南湘投金天钛金属有限公司、西部金属材料股份

有限公司、北京有色金属研究总院。

本部分方法一主要起草人:李剑、黄永红、林颖、李波、石新层、朱广路、向伦强、罗霖。

本部分方法二主要起草人:李剑、黄永红、林颖、陈爱丽、李波、石新层、朱广路、向伦强、罗霖。

本部分方法三主要起草人:李波、王辉、何玉琴、陈文广、刘艳蕊、杨申彦。

本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

——GB/T469&7—1984.GB/T469&7—1996；

——GB/T469&16—1984.GB/T469&16—1996。

T

GB/T4698.7—2011

海绵钛、钛及钛合金化学分析方法

氧量、氮量的测定

1范围

本部分规定了海绵钛、钛及钛合金中的氧量、氮量的测定方法O

本部分适用于海绵钛、钛及钛合金中氧量、氮量的测定。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法(ISO3696,MOD)

GB/T12806实验室玻璃仪器单标线容量瓶(ISO1042,EQV)

GB/T12808实验室玻璃仪器单标线吸量管(ISO648,EQV)

GB/T12809实验室玻璃仪器玻璃量器的设计和结构原则(ISO384,EQV)

GB/T12810实验室玻璃仪器玻璃量器的容量校准和使用方法(ISO4787,IDT)

3总则

3.1除非另有说明，在分析中仅使用确认的分析纯试剂；所用水为蒸憎水或去离子水或相当纯度的水，

应符合GB/T6682的规定。

3.2所用仪器均应在检定周期内，其性能应达到检定要求的技术参数指标；玻璃容器使用

GB/T12808.GB/T12809.GB/T12806中规定A级，具体使用方法参照GB/T12810的要求。

4方法一惰性气体熔融-红外法测定氧量

4.1测定范围

氧量的测定范围为0.020%〜0.40%(质量分数)。

4.2原理

试料加入助熔剂(金属钳或鎳)后装入石墨丄甘竭中，在惰性气氛(H或Ar)下丁•脉冲屯极炉中加热

熔融，释放出的氧与碳化合生成一氧化碳。一氧化碳被氧化成二氧化碳，或部分仍以一氧化碳的形式存

在。混合气被惰性气体载入红外检测器中。

一氧化碳或二氧化碳通过检测器时产生红外吸收，通过与钛标准样品建立的红外吸收曲线进行比

对，测得试样中氧的含量。

4.3试剂

4.3.1无水高氯酸镁

在仪器中用于吸收水分。使用仪器说明书要求的纯度。

1

GB/T4698.7—2011

4.3.2粘土氢氧化钠

在某些仪器中用于吸收二氧化碳。使用仪器说明书中要求的纯度。

4.3.3氧化铜

在某些仪器中用于将一氧化碳氧化成二氧化碳。使用仪器说明书中规定的纯度。

4.3.4氮气或氨气

使用仪器说明书中规定的纯度和类型。

4.3.5鎳酸洗溶液

75mL冰乙酸+25mL硝酸+2mL盐酸。

4.3.6钛酸洗溶液

4.3.6.1钛酸洗溶液A

100mL硝酸（l+D+5mL盐酸。

4.3.6.2钛酸洗溶液B

90mL硝酸（1+D+30mL盐酸。

4.3.7丙酮

4.3.8攥助熔剂

使用wXi>99%的铢囊、铢丝或操篮，其氧含量低于0.005%。将攥浸入热的镰酸洗溶液（4.3.5）中

30s,然后依次用水、乙醇、丙酮各清洗30s,取出后浸泡在丙酮溶液中备用，用之前取出风干。

4.3.9钳助熔剂

使用wPt>99%的钳片（厚度<1mm）、丝（直径<3mm）或箔（厚度0.01mm〜0.03mm），其氧含

量低于0.005%。钮用丙酮清洗并储存在干燥器中备用。

4.3.10钛标准物质/样品

只能选择钛标准物质/样品，其中氧含量范围约为0.2%〜0.35%（质量分数）。本方法的准确性很

大程度上取决于钛标准物质/样品中的氧含量的准确性，以及分析材料与钛标准物质/样品材质的-

致性。

4.4仪器装置

4.4.1仪器

由多种部件组成的成套系统。包括惰性气体保护的电极炉、一氧化碳及二氧化碳提取和检测系统。

4.4.2石墨堆竭：使用适合仪器的高纯度堪坯。

4.4.3玻璃纤维过滤器。

4.4.4银子：由防溶和防酸的塑料制成（在样品准备过程中使用）。

2

GB/T4698.7—2011

4.5试样

4.5.1制样

海绵钛、钛及钛合金的制备程序应与已颁布的相关标准方法一致。

4.5.2试样的准备

4.5.2.1最佳的试样应是柱状试样（直径约5mm,重量约0.06g〜0.14g）,或者是块状试样（边长约

3mm,重量约0.06g〜0.14g）。

4.5.2.2应使用机械装置从实验样品上切取加工试样，不能使用润滑液，并避免试样过热。

4.5.2.3按照a）、b）或c）方法清洗试样表面：

a）将试样放入过滤装置，浸入20°C左右的钛酸洗溶液（4.3.6.1）中，直到表面干净，时间约50s。

立即用银子将试样取出，用水清洗两次，再用乙醇和丙酮各清洗一次，晾干，保存在干燥器中备

用。此时试样的重量约为0.05g〜0.13go

b）用过滤装置将试样浸入钛酸洗溶液（4.3.6.2）中，从试样和酸溶液剧烈反应开始持续5s,立即

用银子将试样取出，用水清洗两次，用乙醇清洗一次，再用丙酮清洗一次，晾干。保存在干燥器

中备用。此时试样的重量约为0.05g〜0.13go

c）锂除或切除试样外表面，使表面保持新鲜。用丙酮清洗后晾干。此时试样的重量约为0.05g〜

0.13go

4.5.2.4称取试样，精确至0.1mgo

4.6分析步骤

4.6.1测试次数

尽可能在一致的条件下至少测定两份试样。

4.6.2仪器准备

按说明书的要求安装好设备，检查并连接水电气。

将石墨WC4.4.2）置于炉子的支座上，加热到样品脱气温度以上进行脱气。

继续加热，直到试样全部熔融，氧提取完全，记录下检测器的读出信号。重复此过程直到检测器

读数稳定。

检查玻璃棉过滤器（4.4.3）是否洁净，必要时进行更换。

如果电源关闭时间过长,再次使用前应根据说明书的要求对设备进行预热稳定。

更换过滤器（4.4.3）或试剂（4.3.1,4.3.2,4.3.3）后，需反复试验使设备达到稳定状态，此过程试验

结果舍弃。在样品正式分析之前，按4.6.3、4.6.4和4.6.5的程序进行空白、校准以及试验过程准备。

注：适合试样熔融以及屮竭脱气的温度由各生产厂家的仪器决定。

当设备具有计算机系统控制的功能时，工作曲线的建立、校准（漂移校正、标准化、重新校准）和氧含

量的测量应按照计算机软件操作说明书的要求进行。

4.6.3空白检测

测试前，应多次重复执行下面的空白试验：

堆蝎中不加样品，只加入分析助熔用的镰或钳（样品分析过程中应使用质量相同的同种助熔剂），按

照4.6.5程序进行分析。得到空白试验的读数。

与试样中的含量相比，空白试验的平均值要足够低。如果空片值异常高，查找并消除影响因素。如

3

GB/T4698.7—2011

果空白值正常，就在仪器的相关设置栏内输入应扣除的空白值。

4.6.4校准

测试前，执行下面的校准过程：

使用钛标准物质/样品(4.3.10)作为测试样品，执行4.6.5程序。

从分析的读出信号中扣除4.6.3中的空白值。

重复上述过程多次。

用式(1)和式(2)计算分析读出信号的平均氧等价因子(土)和氧的等价因子(F)。

=〃s/S,(1)

7=1〜72

F=—(2)

n

式中：

F——氧等价因子，氧分析读出信号，单位为毫克(mg)；

f——平均氧等价因子，氧分析读出信号，单位为毫克(mg)；

皿。——称取钛标准样品中氧的质量，[用式(3)进行计算]，单位为毫克(mg)；

S——扣除空白值后读岀信号的平均值。

注1：称取钛标准样品中氧质量的计算按式(3)进行：

mo=[(GXP)/100]X10：i(3)

式中：

"8——称取钛标准样品中氧的质量[用式(3)进行计算]，单位为毫克(mg);

G钛标准样品的质量，单位为克(g);

P——钛标准样品中氧的质量分数，％。

注2：正确的空白分析程序按厂家的说明书执行。

4.6.5程序

分别按4.6.2、4.6.3和4.6.4的步骤装配、校正仪器并进行测试。

每次测试前用刷子或真空清扫装置清扫电极。

用鎳或钳包裹试样并放入落样器中。

注：鎳或钳的质量至少是分析试样质量的十借。

将石墨WC4.4.2)放在炉子的电极座上，加热到高于试样脱气温度进行脱气。

用鎳或钳包裹后的试料置于脱过气后的皓竭中，输入试样的质量。