X熒光光譜法測定鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯元素

許寧輝 唐武 于紅艷

摘 ?????要：通過試驗研究，探索了XRF-1700順序型X熒光光譜儀在鈮鎢合金中主體元素測定中的應用，并通過試驗確定最優化測定條件，最終建立了鈮鎢合金中主體元素的分析方法，該方法準確度良好，相對標準偏差（RSD）≤2.23%，方法穩定可靠，能夠滿足分析要求。

關 ?鍵 ?詞：XRF-1700順序型X熒光光譜儀;鈮鎢合金;鎢鉬鋯

中圖分類號：O657.34 ??????文獻標識碼：?A ??????文章編號： 1671-0460（2020）01-0200-04

Determination of Tungsten， Molybdenum and Zirconium

in Nb-W Alloy by X-Fluorescence Spectrometry

XU Ning-hui^1，2，3， TANG Wu^1，2，3， YU Hong-yan^1，2，3

（1.?Ningxia Orient Tantalum Industry Co.， Ltd.， Ningxia Shizuishan 753000， China;

2.?State Key Laboratory of Special Rare Material， Ningxia Shizuishan 753000， China;

3.?National Engineering Research Center of Tantalum and Niobium， Ningxia Shizuishan 753000，China）

Abstract：?Through experimental research， application?of the XRF-1700 type X-fluorescence spectrometer in determination of main elements in niobium tungsten alloy was explored， and the optimal determination conditions were determined through the experiment. At last， an analysis method for determining main elements?in?niobium tungsten alloy was established. The accuracy of this method is good， the relative standard deviation （RSD）?is less than 2.23%， and?the method is stable and reliable， can meet the analysis requirement.

Key words： X-fluorescence spectrometer; Niobium tungsten alloy; W-Mo-Zr

鈮鎢（Nb521）合金（Nb-5W-2Mo-1Zr）是一種新型高溫合金材料，其優良的高溫力學性能，工藝性能和高溫高強度低密度特性，使其在航空航天技術上廣泛應用^[1]。化學分析法測定鈮鎢合金中W、Mo、Zr元素，不僅流程長、分析效率低;而且成本高、勞動強度大;ICP法考慮到樣品中元素含量原因，樣品稀釋倍數較高，誤差難控制，曲線線性不穩定，導致測定結果波動大，無法有效指導生產。本文采用日本島津公司生產的XRF-1700順序型X熒光光譜儀，通過標準片的制作、測定電流的選擇、各元素的最佳譜線選擇、背景參數的選擇、2theta和PHD的選擇、工作曲線的建立、方法準確度試驗與樣品對照試驗及方法精密度試驗，最終建立了X熒光光譜法測定鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯的分析方法^[2]。本方法各元素同時測定，檢出范圍寬，準確度、精密度較好，分析效率高，很好地解決了鈮鎢合金中鎢鉬鋯含量的分析，可滿足實際生產中樣品的測定。

1 ?試驗部分

1.1 ?試劑與材料

硼酸（優級純）;金屬鈮，純度≥99.99%;金屬鎢，純度≥99.99%;金屬鉬，純度≥99.99%;金屬鋯，純度≥99.99%。

1.2 ?儀器

XRF-1700順序型X熒光光譜儀，日本島津公司生產;YYL—40型壓片機，長春光學精密機械研究所生產;BL-F30系列冷卻水裝置，北京漢威公司生產。

1.3 ?試驗條件

通過試驗優化，綜合考慮 確定儀器最佳工作參數見表1。

1.4 ?試驗方法

鈮鎢合金樣品經高溫灼燒、磨制、壓片后^[3，4]，經X射線照射，樣品中的各元素被激發出特征X射線，特征X射線經衍射晶體衍射后進入探測器，并由計算機記錄元素的特征譜線強度值。計算機將探測到的元素特征譜線強度，經工作曲線校正，計算出各元素的含量。

1.5 ?標準樣品點的制備與工作曲線的制作

1.5.1 ?標準樣品的制備

將鈮粉、鎢粉、鉬粉與鋯粉按含量配比稱取，在瑪瑙研缽中混合，經2.5 h研磨均勻，用H₃BO₃作底襯，壓制成?30 mm的塊狀標樣待用^[5-8]。

該系列標準樣片加入各基準試劑量及相對應的百分含量見表2。

1.5.2 ?工作曲線的制作

將標準點樣品中各待測元素配比值輸入系統，建立工作曲線，鎢、鉬、鋯三個元素的工作曲線見圖1、圖2、圖3。

1.6 ?試樣的制備

取鈮鎢合金（實驗室樣品）約5 g置于瓷坩堝，放入高溫爐，升溫至850 ℃灼燒，使之完全氧化后冷卻至室溫，轉入瑪瑙研缽中磨細、磨勻。用H₃BO₃作底襯，壓制成?30 mm的塊狀樣品待用。

2??結果與討論

2.1 儀器電流選擇試驗

選擇不同的儀器電流進行試驗，結果見表3。由表3確定出鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測定的儀器電流均為70 mA。

2.2 ?測定元素譜線選擇試驗

選擇不同的元素譜線進行試驗，結果見表4。

2.3 ?測定元素PHD范圍選擇試驗

選擇不同的PHD范圍進行試驗，結果見表5。

從表5試驗得出：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測定的最佳PHD范圍分別為，鎢： 25～96;鉬：25～200;鋯：25～200。

2.4 ?測定元素2θ角的選擇試驗

選擇不同的2θ角進行試驗，結果見表6。

從表6試驗得出：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測定的最佳2θ角分別為，鎢： 37.100;鉬：20.280;鋯：22.500。

2.5 ?測定元素背景參數的選擇試驗

選擇不同的背景參數進行試驗，結果見表7。

表7試驗表明：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測定的背景參數分別為，鎢和鉬不扣除背景，鋯采取單點扣除背景2thet工作（23.182）Meas. Time（20 s）。

2.6 ?工作曲線擬合方式選擇試驗

選擇不同的工作曲線擬合方式進行試驗，結果見表8。

表8試驗表明：鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯測定的工作曲線擬合方式結果為，鎢元素采用二次曲線校準中dlj校準和dji校準同時擬合方式，鉬元素和鋯元素采用二次曲線校準中dlj校準方式。

2.7 ?準確度試驗

選擇鈮鎢錠與鈮鎢粉樣品，分別采用HORIBA JY Ultima2 ICP-OES與島津公司XRF-1700 X熒光光譜儀進行分析結果對照，對照結果見表9。

由表9可以看出，采用ICP-OES與X熒光光譜儀兩種方法進行分析，測定結果完全一致，能夠滿分析要求。

2.8 ?精密度試驗

取11份鈮鎢錠樣品，按操作步驟處理后做精密度試驗，測定結果見表10。由表10看出鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯元素分析方法的相對標準偏差（RSD）≤2.23%，方法穩定可靠，能夠滿足分析要求。

2.9 ?測量范圍確定試驗

鈮鎢合金中鎢、鉬、鋯元素測量范圍要求為：鎢（2.0%～8.0%）、鉬（1.0%～3.0%）、鋯（0.50%～3.0%）。在儀器參數優化的條件下，根據工作曲線范圍，結合試驗情況可以確定，本方法可以滿足測量范圍要求。

3 ?結論

通過試驗研究，探索了XRF-1700順序型X熒光光譜儀在鈮鎢合金中主體元素測定中的應用，并通過試驗確定最優化測定條件，建立了鈮鎢合金中W、Mo、Zr三種主體元素的分析方法，該方法準確度良好，相對標準偏差（RSD）<2.23%。本方法具有較好的穩定性，準確度高，能夠滿足鈮鎢合金中主體元素的分析要求。

參考文獻：

[1]張春基，胡國林.Nb521鈮鎢合金組織性能及其應用研究[J]. 宇航材料工藝，2012，42（1）：105-107.

[2]吉昂，陶光儀，卓尚軍，等. X射線熒光光譜分析[M]. 北京：科學出版社，2003.

[3]馬成冰，王培艷，肖玉萍.熔融制樣-X射線熒光光譜法測定鉀肥中主要成分[J].?分析儀器，2018（05）：156-158.

[4]趙淑蘭.董天姿，方曉紅，等. X熒光光譜法測定銀礦石中的主次元素[J]. 分析儀器，2015（01）：55-60.

[5]李波，周愷，孫寶蓮，等.X射線熒光光譜法測定鉬鋁合金中鉬[J]. 冶金分析，2013，33（9）：42-45.

[6]周成洪，蔡常新. X射線熒光光譜法測定大理石中氯含量[J]. 當代化工，2015，44（04）：862-863.

[7]石愛霞，劉百利. 粉末壓片-X射線熒光分析鉭鈦鎢鐵合金中鉭鈦鎢鐵[J]. 金屬材料與冶金工程，2009，37（6）：45-47.

[8]劉百利，石愛霞，于紅艷. X熒光光譜法測定Nb-W-Mo合金中鎢鉬含量[J]. 稀有金屬與硬質合金，2009，37（2）：31-33.