銅及磷脫氧銅不同磷含量對(duì)Sn發(fā)射光譜法測(cè)定時(shí)的影響

摘要：文章研究了銅及磷脫氧銅中不同磷含量對(duì)Sn光譜法測(cè)定時(shí)的影響，試驗(yàn)了以磷作為參考元素在P<0.015%時(shí)，測(cè)定Sn時(shí)應(yīng)使用控制樣品校正，在0.015%≤P<0.040%時(shí)，可以直接測(cè)定Sn的含量，測(cè)定結(jié)果滿意。

關(guān)鍵詞：銅；磷脫氧銅；發(fā)射光譜儀；控制樣品

中圖分類號(hào)：TG115 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）18-0080-02

發(fā)生光譜法測(cè)定銅及磷脫氧銅中Sn時(shí)，磷含量的不同可直接影響到Sn的測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，產(chǎn)生誤差的原因與樣品中含氧量有直接關(guān)系，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在O%<100×10-6%時(shí)，對(duì)應(yīng)的磷含量P<0.015%時(shí)，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值存在較大偏差。必須采用控制樣品校正，采用磷為參考元素來(lái)測(cè)定Sn的含量，本文給出了測(cè)定Sn采用控制樣品的條件，可準(zhǔn)確測(cè)定銅及磷脫氧銅中Sn含量。

1 使用條件

（1）德國(guó)OBLF公司QSN750直接光譜儀，電極采用鎢電極頂端磨成90°。

（2）氬氣：高純氬氣，Ar>99.999%。

（3）工作條件：氬氣壓力：0.5Mpa，流量6L/min，測(cè)定譜線對(duì)如下：Sn：175.79nm/Bg * 171.09nm；*Background（背景）；預(yù)然時(shí)間：20s，曝光時(shí)間：10s；激發(fā)頻率：400MHz；光電管電壓：950V；銅樣品，標(biāo)準(zhǔn)化樣品，控制樣品采用專用車床車至光滑，不允許磨制。

2 試驗(yàn)方法

光譜儀穩(wěn)定后，用標(biāo)準(zhǔn)化樣品對(duì)光譜儀標(biāo)準(zhǔn)化，判斷光譜儀符合要求后分析樣品，先測(cè)定樣品大致磷含量，如果樣品中磷含量為0.015%≤P<0.040%時(shí)不控制，直接測(cè)定，如P<0.015%，應(yīng)采用含磷量、加工狀態(tài)一致的控制樣品來(lái)校正光譜儀，然后測(cè)定樣品Sn含量。如果為無(wú)氧銅（TU0，TU1，TU2，O%<0.003%），在P≤0.040%時(shí)可直接測(cè)定。

3 結(jié)果與討論

（1）銅及磷脫氧銅中磷（P）與氧（O）含量的關(guān)系。

銅中磷與氧的關(guān)系見圖1，與有關(guān)文獻(xiàn)給定的曲線不完全相同。從圖中可知，樣品中P<0.015%時(shí)，銅中氧含量會(huì)急劇增加，氧含量最高可達(dá)0.39%；P≥0.015%時(shí)，銅中氧含量<100×10-6%。；P<0.015%時(shí)，O≥100×10-6%。

注：熔鑄銅的條件為：溫度1150℃，采用木炭作為保護(hù)介質(zhì)，待保溫后，于澆鑄前加入磷銅作為脫氧劑，過(guò)量的磷留在銅中作為銅的有效成分，澆口采用煤氣作為保護(hù)氣。

（2）不同磷含量與Sn測(cè)定值的關(guān)系見表1：

由表1、圖2可知，樣品中磷含量在P<0.015%時(shí)，銅中氧含量>100×10-6%，同時(shí)氧含量會(huì)隨著P含量的降低而急劇增加，氧含量最高可達(dá)0.39%，此時(shí)ɑ（Cu+Cu2O）相與Cu2O 形共晶，在ɑ（Cu+Cu2）及ɑ（Cu+Cu2）與Cu2O形成共晶體中，Sn以SnO2狀態(tài)存在，在采用火花光譜分析樣品中的Sn時(shí)，因Sn與SnO2在銅基中的蒸發(fā)順序改變和電離能的改變，從而改變了Sn在火花中的性質(zhì)，導(dǎo)致分析結(jié)果的改變，元素Sn測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值有較大差距。在磷含量0.015%≤P≤0.040%時(shí)，銅中氧含量<100×10-6%，此時(shí)Sn以單質(zhì)狀態(tài)存在，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在P>0.040%時(shí)，測(cè)定值出現(xiàn)較大偏差，這與采用不同的標(biāo)準(zhǔn)樣品繪制的工作曲線有關(guān)系，在江河機(jī)械有限責(zé)任公司QSN750光譜儀上繪制曲線時(shí)采用的都是低磷標(biāo)準(zhǔn)樣品，磷最高含量為0.0518%，當(dāng)磷含量較高時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線有刪除現(xiàn)象（P=0.146%時(shí)該點(diǎn)刪除，P=0.1%時(shí)，該點(diǎn)嚴(yán)重偏離分析曲線）。要測(cè)定P>0.040%的樣品中Sn時(shí)，也必須用狀態(tài)相同的控制樣品來(lái)校正光譜儀，才能準(zhǔn)確測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見表2：

（3）測(cè)定結(jié)果的校正。在P<0.015%時(shí)選擇與待測(cè)樣品同步處理樣品，其條件符合GB/T15000.3-1994標(biāo)準(zhǔn)樣品工作導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)樣品定值一般原則和統(tǒng)計(jì)方法及YB/T082-1996冶金產(chǎn)品分析用標(biāo)準(zhǔn)樣品技術(shù)規(guī)范。采用GB/T5121-1996銅及銅合金化學(xué)分析方法作準(zhǔn)確定值，分析值經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后，誤差應(yīng)與GB/T5121-1996相符，本文采用擠壓Φ45T2銅棒作為控制樣品來(lái)校正Sn分析，結(jié)果滿意。

參考文獻(xiàn)

[1] 鑄造有色合金手冊(cè)編寫組.鑄造有色合金手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1978.441.

作者簡(jiǎn)介：唐勇（1976-），男，河南江河機(jī)械有限責(zé)任公司熔銅分廠助理工程師，研究方向：銅及含銅合金熔鑄。