GB/T 21114-2019 耐火材料 X射線熒光光譜化學分析 熔鑄玻璃片法
- 發表時間:2022-12-03
- 來源:共立消防
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1 范圍
本標準規定了由氧化物組成的耐火材料和陶瓷的化學分析方法,用熔鑄玻璃片方法制樣,X射線熒光光譜(以下簡稱XRF)測定。
本標準適用于第3章列出的材料類型,其他耐火材料類型可參考使用。
注1:當樣品中某些元素的含量超過一定的量,如錫、銅、鋅和鉻,熔融將存在困難,在這種情況下參考相應的文獻。
注2:對于質量分數大于99%(干基)的成分,如果已測定所有存在的微量成分和灼燒減量,用差減法求得,這些數值也能通過直接測定進行驗證。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 3286.8 石灰石及白云石化學分析方法 第8部分:灼燒減量的測定 重量法
GB/T 4513.2 不定形耐火材料 第2部分:取樣(GB/T 4513.2-2017,ISO 1927-2:2012,IDT)
GB/T 6005 試驗篩 金屬絲編織網、穿孔板和電成型薄板 篩孔的基本尺寸(GB/T 6005-2008,ISO 565:1990,MOD)
GB/T 6900 鋁硅系耐火材料化學分析方法
GB/T 10325 定形耐火制品驗收抽樣檢驗規則(GB/T 10325-2012,ISO 5022:1979,NEQ)
GB/T 15000.7 標準樣品工作導則(7)標準樣品生產者能力的通用要求(GB/T 15000.7-2012,ISO Guide 34:2009,IDT)
GB/T 17617 耐火原料抽樣檢驗規則(GB/T 17617-2018,ISO 8656-1:1988,MOD)
3 材料類型
下面列出了使用本標準分析的各種類型的耐火材料,附錄I列出了部分材料的重復性和再現性統計數據,可以作為首次使用本標準的參考。
a)高鋁質(Al2O3的質量分數大于45%)
b) 鋁硅質(Al2O3的質量分數為7%~45%)
c) 硅質(SiO2的質量分數大于93%)
d) 鋯英石質
e) 氧化鋯和鋯酸鹽
f) 鎂質
g) 鎂鋁尖晶石質(~70/30)
h) 白云石
i) 石灰石
j) 氧化鎂/氧化鉻
k)鉻礦
1)鋁鉻質
m)鋁鎂尖晶石質(~70/30)
n) 鋯鋁硅熔鑄材料(AZS)
o) 硅酸鈣
p)鋁酸鈣
q)硅酸鎂
元素的分析含量范圍和所需檢測限見附錄A。
注1:上述部分材料可以共用校準曲線(見10.3.4)。
注2:還原性材料,如碳化硅,不能采用本標準直接測定,因此未在上面列出。這些材料需要采用特殊的方法進行灼燒和熔融成玻璃片,其余下的步驟能應用本標準。
警示-未正確預處理好的還原性材料,如碳化硅,不僅會導致錯誤的結果,而且損壞鉑金坩堝和鑄型模。
4 原理
粉末樣品用合適的熔劑來熔融,以消除礦物和粒度效應。并鑄成適合X射線熒光光譜儀測量形狀的玻璃片。測量玻璃片中待測元素的X射線熒光強度。根據校準曲線或方程式來分析,且進行元素間干擾效應校正,以獲得待測元素的含量。
由于熔鑄玻璃片技術的通用性,只要滿足重復性、靈敏度和準確度要求,允許使用各種熔劑和校準模式。一個實驗室的方法符合以下規定時,即認為符合本標準。
5 裝置
5.1 熔樣皿
熔樣皿采用含95%(質量分數)的Pt和5%(質量分數)的Au非浸潤的鉑合金制成。如帶蓋子,應是鉑合金(不一定非要非浸潤合金)制成。
5.2 鑄型模
采用含95%(質量分數)的Pt和5%(質量分數)的Au非浸潤的鉑合金制成。注:熔樣皿和鑄型模可以合二為一。
5.3 鑄型模保溫板(選用)
當使用小尺寸鑄型模時,為使鑄型模從爐中取出后,不致冷卻太快,可用一片合適的平整耐火材料做墊板,如10mm×50mm×50mm的硅線石片。
5.4 壓縮空氣噴嘴(選用)
用于將細空氣流對準鑄型模底部中心直吹,以快速冷卻鑄型模,任何一種合適的裝置均可,一個方便的方法是用不帶燈管的煤氣燈底座作為空氣噴嘴。
大多數情況下,采用快速冷卻可獲得順利脫模的均勻玻璃片。
注:也可采用水冷卻金屬板。
5.5 熔樣爐
能加熱到1050℃~1250℃,可以控溫的電阻爐或高頻感應爐。
5.6 自動熔樣機
用于玻璃片的自動制備(見9.1.5)。
5.7 天平
可精確稱至±0.1mg。
5.8 機械混合器
可采用線性和旋轉的方式運行。
注:因為產生偏析,不能使用振動式混合。
6 試樣制備
按GB/T 10325、GB/T 17617和GB/T 4513.2采集實驗室樣品。
各種材料允許采用常規化學分析方法所使用的試樣研磨方法。在將碳化鎢(及其結合劑)對灼燒減量和分析數據的影響進行適當校正后,應優先使用碳化鎢研缽。
有關碳化鎢(及其結合劑)對灼燒減量和分析數據的校正見附錄B。為了易于熔融,試樣應研磨至足夠細,但應低于不致引起污染的限度,通常最大粒度為100μm即可。但對難熔樣品(如鉻礦石),應研磨至60μm。
可采用兩種方法獲得所需的粒度:
a) 機械研磨法,需確定各種分析樣品研磨至所需粒度的時間。隨后采用最短的研磨時間進行研磨。為了估算研磨時間,使用機械研磨制備典型的分析材料,以逐步增加2min進行試驗,篩選每次研磨的樣品,直到全部樣品過100μm的篩子,此時間作為該材料的研磨時間,如果應用于所有材料,采用所有材料中那個需要最長的研磨時間達到要求的時間。當研磨硬的材料時,如:鉻鐵礦,應過篩,但這樣會引起偏析,因此,篩選后,在轉移到樣品袋前,樣品應通過攪拌或翻轉充分混合。因為重礦物在靜止時會分離,建議在稱量前將樣品再一次搖勻。
b) 手工研磨法,研磨20s后,用GB/T 6005規定的100μm篩子篩分,將篩上剩余物再研磨20s,再篩分,反復進行,直至所有樣品通過篩子。將樣品轉至一個合適的容器,用機械式混料器(如立式線性混合器)混合1min。
注:方法a)是首選。
7 灼燒減量(和/或干燥)的測定
灼燒減量的測定按GB/T 3286.8或GB/T 6900進行。
8 熔劑
8.1 熔劑的選擇和稀釋比(熔劑與試樣之比)
8.1.1 XRF化學分析熔鑄玻璃片法的一個優點是可選擇多種熔劑。對一個給定的校準程序,應始終使用同樣的熔劑。任何一種熔劑和稀釋比應滿足8.1.2~8.1.9的條件。
注:附錄C給出了已成功用于耐火材料分析的熔劑,預燒熔劑的優點是水分含量較低。
8.1.2 樣品應被熔劑全部熔解,且在澆鑄過程中不損失。
8.1.3 玻璃片應是透明的,并且無失透現象出現。
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