ICS77.120.10 H12 中华人民共和国国家标准 GB/T14849.4—2014 代替GB/T14849.4—2008 工业硅化学分析方法 第4部分:杂质元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 Methodsforchemicalanalysisofsiliconmetal— Part4:Determinationofimpuritycontents— Inductivelycoupledplasmaatomicemissionspectrometricmethod 2014-12-05发布 2015-08-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T14849《工业硅化学分析方法》分为9个部分: ———第1部分:铁含量的测定 1,10-二氮杂菲分光光度法; ———第2部分:铝含量的测定 铬天青-S分光光度法; ———第3部分:钙含量的测定 火焰原子吸收光谱法、偶氮氯膦Ⅰ分光光度法; ———第4部分:杂质元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法; ———第5部分:杂质元素含量的测定 X射线荧光光谱法; ———第6部分:碳含量的测定 红外吸收法; ———第7部分:磷含量的测定 钼蓝分光光度法; ———第8部分:铜含量的测定 PADAP分光光度法; ———第9部分:钛含量的测定 二安替比林甲烷分光光度法。 本部分为GB/T14849的第4部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T14849.4—2008《工业硅化学分析方法 第4部分:电感耦合等离子体发射光谱 法测定元素含量》。与GB/T14849.4—2008相比,主要技术变化如下: ———增加了铜、铬、钒、镁、钴、磷、钾、钠、铅、锌、硼的检测; ———增加了两种溶样方式; ———补充了重复性限、再现性限实验数据。 本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)归口。 本部分负责起草单位:昆明冶金研究院、中国铝业股份有限公司郑州研究院、昆明冶研新材料股份 有限公司。 本部分参加起草单位:云南出入境检验检疫局技术中心、通标标准技术服务有限公司、浙江合盛硅 业有限公司、云南永昌硅业股份有限公司。 本部分主要起草人:刘维理、王劲榕、李跃平、赵德平、杨毅、赵建为、王云舟、王宏磊、聂长虹、 刘英波、卢国洪、吴豫强、张云晖、谭少姬、程志武、周杰。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T14849.4—2008。 ⅠGB/T14849.4—2014 工业硅化学分析方法 第4部分:杂质元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法 1 范围 GB/T14849的本部分规定了工业硅中铁、铝、钙、锰、钛、镍、铜、铬、钒、镁、钴、磷、钾、钠、铅、锌、硼 含量的测定方法。 本部分适用于工业硅中铁、铝、钙、锰、钛、镍、铜、铬、钒、镁、钴、磷、钾、钠、铅、锌、硼量的测定。各元 素测定范围见表1。 表1 测定范围 测定元素 质量分数/% 测定元素 质量分数/% 铁 0.020~1.00 镁 0.0010~0.50 铝 0.020~1.00 钴 0.0005~0.20 钙 0.010~1.00 磷 0.0010~0.10 锰 0.0050~0.50 钾 0.0010~0.50 钛 0.0050~0.50 钠 0.0010~0.50 镍 0.0050~0.50 铅 0.0030~0.10 铜 0.0010~0.50 锌 0.0010~0.50 铬 0.0010~0.50 硼 0.0005~0.20 钒 0.0005~0.20 — — 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的。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 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 3 方法提要 试料用氢氟酸、硝酸溶解,高氯酸冒烟除去硅、氟等,残渣用盐酸溶解。利用电感耦合等离子体光谱 仪,在选定的最佳测定条件下,测量试样中铁、铝、钙、锰、钛、镍、铜、铬、钒、镁、钴、磷、钾、钠、铅、锌、硼 含量。 1GB/T14849.4—2014 4 试剂 本标准所用试剂和水,在没有注明其他要求时,均指分析纯试剂和GB/T6682规定的三级水。 4.1 高氯酸(ρ=1.67g/mL),优级纯。 4.2 氢氟酸(ρ=1.14g/mL),优级纯。 4.3 硝酸(1+1),优级纯。 4.4 盐酸(1+1),优级纯。 4.5 盐酸(1+2),优级纯。 4.6 硫酸(1+4),优级纯。 4.7 硫酸(5+95),优级纯。 4.8 氢氧化钠,优级纯。 4.9 氢氧化钠溶液(400g/L)。 4.10 金属铁(Fe≥99.99%)。 4.11 金属铝(Al≥99.99%)。 4.12 碳酸钙(基准试剂或优级纯)。 4.13 金属锰(Mn≥99.99%)。 4.14 金属钛(Ti≥99.99%)。 4.15 金属镍(Ni≥99.99%)。 4.16 金属铜(Cu≥99.99%)。 4.17 重铬酸钾(基准试剂或优级纯)。 4.18 五氧化二钒(V2O5≥99.99%)。 4.19 金属镁(Mg≥99.99%)。 4.20 金属钴(Co≥99.99%)。 4.21 磷酸二氢钾(基准试剂)。 4.22 氯化钾(光谱纯)。 4.23 氯化钠(光谱纯)。 4.24 金属铅(Pb≥99.99%)。 4.25 金属锌(Zn≥99.99%)。 4.26 硼酸(优级纯)。 4.27 标准贮存溶液:各分析元素标准贮存溶液的配制参见附录A,也可使用有证系列国家标准物质 (溶液)。 4.28 标准溶液A:将标准贮存溶液(4.5)稀释为100μg/mL,并与标准贮存溶液保持一致的酸度(用时 稀释)。 4.29 标准溶液B:将标准贮存溶液(4.6)稀释为10μg/mL,并与标准贮存溶液保持一致的酸度(用时稀 释)。 5 仪器 电感耦合等离子体发射光谱仪。 光源:等离子体光源,使用功率750W~1750W。 仪器的工作条件参见附录B。 2GB/T14849.4—2014 6 试样 试样应能通过0.149mm标准筛。 7 分析步骤 7.1 试料 根据分析试液的制备方法(7.4),分析不同元素的称取试料量及定容体积应符合表2的规定,称料 量精确至0.0001g。 表2 称料量、定容体积 分析元素 称料量/g 定容体积/mL Al、Ca、Fe、Mn、Ti、Ni、Cr、Mg、Zn、K、Na 0.25 100 Cu、Co、P、Pb、V 0.50 50 B 0.30 50 7.2 测定次数 独立地进行两次测定,取其平均值。 7.3 空白试验 随同试料做空白试验。 7.4 分析试液的制备 7.4.1 Fe、Al、Ca、Mn、Ti、Ni、Cr、Mg、Co、P、K、Na、Pb、Zn含量的测定 按表2称取的试料(7.1)于100mL铂皿或250mL聚四氟乙烯烧杯中,用少许水润湿,分次加入 5mL~10mL氢氟酸(4.2),待反应停止后,滴加硝酸(4.3)至试样完全溶解,加入1mL~3mL高氯酸 (4.1),继续加热使试料溶解完全,待高氯酸白烟冒尽,取下冷却。加入5mL~10mL盐酸(4.4),用少 许水洗皿壁,加热使残渣完全溶解,冷却至室温,移入表2相应体积的塑料容量瓶中,用水稀释至刻度, 摇匀。 注:在测定低含量的易污染元素时,使用高纯酸和石英亚沸蒸馏水,使用清洁的分析器皿。涉及K、Na的测定,容 量瓶为PFA材质(宜选择带证书的BLAUBRAND体积计量设备)。 7.4.2 Cu、V含量的测定 按表2称取的试料(7.1)于250mL聚四氟乙烯烧杯中,用少许水润湿,加入5mL~10mL氢氟酸 (4.2),滴加硝酸(4.3)至试样完全溶解,加入5mL盐酸(4.4),继续加热使试样溶解完全,并蒸发至 0.5mL,取下冷却。再加入5mL盐酸(4.4)加热蒸发至0.5mL,取下。用少许水洗杯壁,加入5mL盐 酸(4.4),加热使残渣完全溶解,冷却至室温,用水移入表2相应体积的容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。 7.4.3 B含量的测定 按表2称取的试料(7.1)于100mL铂皿中,用少许水润湿,加入5mL~10mL氢氟酸(4.2),缓慢 3GB/T14849.4—2014 滴加硝酸(4.3)至试料完全溶解,并过量1mL,待剧烈反应停止后,加热至近干(控制加热温度低于 140℃),取下冷却。加入10mL盐酸(4.5),水浴加热使残渣完全溶解,冷却至室温,移入表2相应体积 的容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。 注1:在测定低含量的易污染元素时,使用高纯酸和石英亚沸蒸馏水,使用清洁的分析器皿。 注2:在测定磷、钾、钠、硼时标准溶液需单独配制。 注3:在测定硼元素时,建议采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪采用耐氢氟酸雾化系统。 注4:涉及硼的测定,容量瓶为PFA材质(宜选择带证书的BLAUBRAND体积计量设备)。 7.5 系列标准溶液的配制 7.5.1 在一组100mL容量瓶中加入适量标准溶液B(4.29),其介质和酸度与试样溶液一致,以水稀释 到刻度摇匀。以不加标准溶液的试样作为空白溶液,待测元素含量应在所做工作曲线范围之内,系列标 准溶液的数量由精度要求决定,至少取6个点。 7.5.2 根据样品的牌号也可选择相应的标准样品(国家一级标样),按分析试液(7.4)制备方法配置系列 标准溶液,系列标准溶液的数量由精度要求决定,一般取6个。 7.6 测定 7.6.1