專利名稱：：碳化鉻中游離碳的分析檢測方法
技術領域：
：本發明涉及到酸溶一氣體容量法測定游離碳的方法，特別是碳化鉻及難溶金屬中游離碳的分析檢測方法。
背景技術：
：碳化物中游離碳的測定基本是采用無機酸將碳化物完全溶解，同時游離碳不溶于酸，將游離碳進行過濾分離，然后用不同的測碳儀器測定其游離碳量。現有的酸溶一氣體容量法測定試樣中游離碳量方法中，碳化鉻中的游離碳量沒有相應的方法測定。由于碳化鉻是硬質合金生產中抑制晶粒長大的重要添加劑之一，其碳含量的高低直接影響硬質合金的性能，生產單位及科研部門都要求提供碳化鉻中游離碳的結果，所以準確測定碳化鉻中總碳、游離碳尤為重要。曾采用燃燒重量法測定碳化鉻中游離碳，其基本原理是不打開碳化鉻試樣(即不使碳化鉻中的化合碳分離出來)，在56062(TC溫度范圍內直接加熱碳化輅試樣，碳化鉻試樣中的化合碳不被氧化，而游離碳被氧化成二氧化碳，測定產生的二氧化碳量換算成游離碳量。但是，采用燃燒重量法測定碳化鉻中游離碳對加熱溫度控制要求很嚴，如果溫度控制不準，碳化鉻中的化合碳常常也被氧化，因此，該方法難以保證測定結果的準確度。采用酸溶解碳化鉻試樣的方法進行測定，又因為碳化鉻是難溶金屬碳化物，在常溫常壓下各種無機酸和無機混合酸都不能將碳化鉻試樣完全溶解。因此，既要使碳化鉻完全溶解，又要確保游離碳不溶解，以便準確測定碳化鉻試樣中的游離碳，成為了一個國內外必須解決的技術難題。
發明內容本發明的目的是解決上述燃燒重量法測定碳化鉻中的游離碳準確度不高，酸溶一氣體容量法因碳化格難溶解目前無法測定游離碳的技術缺陷，提供一種高壓分解碳化鉻試樣，又確保碳化鉻中游離碳不分解，適應于用酸溶一氣體容量法準確地測定碳化絡中游離碳量的分析檢測方法，填補國內外碳化鉻中游離碳分析檢測方法的空白。3為實現本發明的目的選用氫氟酸、硝酸混合酸作溶劑，在高壓釜中對碳化鉻試樣進行高壓加熱分解，將已分解的碳化鉻試樣進行洗滌、過濾、烘干后，用定碳儀進行游離碳測定。根據化學動力學理論，化學反應速度與反應時的溫度，溶劑的濃度，分解時的壓力及催化劑等多種因素有密切關系。本發明采用氫氟酸、硝酸混合酸作溶劑，高壓釜分解碳化鉻試樣時，是將樣品置于密閉的容器內，隨溫度的增加，容器內部的壓力也增加。在較高的溫度和壓力下無機酸的酸性增強，從而提高了溶劑的沸點，分解過程加快，使難溶的樣品被分解，從而解決了碳化鉻難溶的技術難題，又能確保游離碳不分解，為測定碳化鉻中的游離碳創造了條件。具體的技術方案是將碳化鉻試樣置于聚四氟乙烯溶樣坩堝中，先用去離子水吹洗坩堝壁后，再用吸液管加入氫氟酸、硝酸、混勻，蓋上坩堝蓋，并置于高壓釜中；然后將高壓釜放入石墨爐中加熱，按選定的溶樣溫度和溶樣時間高壓分解試樣。分解完成后進行冷卻，冷卻后，從石墨爐中取出高壓釜，在通風柜中打開高壓釜，將已溶解在溶樣坩堝中的碳化鉻試液和游離碳全部轉移至事先墊好酸洗石棉的鉑金抽濾坩堝內，并用熱去離子水洗凈聚四氟乙烯溶樣坩堝。對鉑金抽濾坩堝進行過濾抽干后，取下坩堝，并將抽濾坩堝中的酸洗石棉墊和游離碳全部轉移至瓷舟內，再將瓷舟置于烘箱內烘干。將烘干的瓷舟在準備好的101型鋼鐵定碳儀上測定，記下儀器量氣管上的刻度值，然后計算游離碳的分析結果。實施本發明方法的優選條件為洗滌聚四氟乙烯坩堝壁的去離子水用量為12mL(毫升)，再依次加入純度為分析純、質量濃度為1.14g/mL(克/毫升)的氫氟酸7.010.0mL，純度為分析純、質量濃度為1.42g/mL的硝酸1.02.0mL，并混勻。實施本發明方法的優選條件為高壓溶樣時，利用調壓器調整電壓，控制高壓溶樣溫度為200220。C;高壓溶樣時間為70120min(分鐘)。實施本發明方法的優選條件為將盛有酸洗石棉墊和游離碳的瓷舟置于烘箱內烘干時，烘干溫度為U015(TC，烘干時間為11.5小時。實施本發明方法的分析檢測數據采集和結果計算基本與酸溶一氣體容量法測定游離碳量方法中分析結果計算方法相近似，計算分析檢測結果具體方法是按公式(1)計算游離碳的質量分數:式中A—測定試樣時在量氣管上讀取的刻度值；A。一測定空白時在量氣管上讀取的刻度值；m—試料量，g(克)；f一溫度、氣壓校正系數。注上面計算式中量氣管的"刻度值"為測量溫度在16°C，氣壓為101325Pa，稱料量為lg時試樣的質量分數。本發明的優點是采用高壓酸溶方法、控制混酸用量、溶樣溫度和溶樣時間，從根本上解決了碳化鉻難分解，并確保游離碳不溶解的技術難題，填補了國內外酸溶一氣體容量法測定碳化鉻中游離碳分析檢測方法的空白。本發明方法的測定范圍為0.050%1.00%，準確度、精密度好，能滿足產品質量檢驗的要求。具體實施方式下面結合實施例對本發明方法作進一步的詳細說明。實施例l:碳化鉻中游離碳的測定(樣品S-1)稱取0.5000g(克)碳化鉻試樣于聚四氟乙烯溶樣坩堝中，用lmL(毫升)去離子水沖洗坩堝壁，然后依次加入純度為分析純、質量濃度為1.14g/mL(克/毫升)(以下實施例相同)的氫氟酸10mL，純度為分析純、質量濃度為1.42g/mL(以下實施例相同)的硝酸lmL，并混勻，蓋上坩堝蓋，將溶樣坩堝裝入不銹鋼高壓釜中，旋緊高壓釜蓋，并將高壓釜置于石墨爐中加熱。當溫度升至195205。C時，利用調壓器，調整電壓保持在該溫度下分解120min(分鐘)。分解時間到后，冷卻取出高壓釜，待高壓釜冷卻后在通風柜中開罐，取出聚四氟乙烯坩堝，并將完全溶解的碳化鉻試液轉移至事先墊好酸洗石棉的鉑金抽濾坩堝內，用熱去離子水洗滌58次，洗凈聚四氟乙烯溶樣坩堝。用抽濾器對鉑金抽濾坩堝進行過濾，濾去溶解后的碳化鉻試液，再將過濾后的游離碳(即"濾渣")與酸洗石棉一同轉入瓷舟中，(分解完成后的碳化鉻試液轉移、洗滌、抽濾直至轉入瓷舟的操作程序和條件以下實施例相同)。將瓷舟置于烘箱中，在11(TC溫度下烘1.5h(小時)，烘干后用101型鋼鐵定碳儀測定、并按上述公式(1)計算試樣中的游離碳含量。對同一批碳化鉻樣品進行多次測定，測定結果(X)、平均值(f)、標準偏差(S)、相對標準偏差(RSD)見表1。表1%<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2:碳化鉻中游離碳的測定(樣品S-2)稱取0.5000g碳化鉻試樣于聚四氟乙烯坩堝中，加1.5mL去離子水沖洗坩堝壁，然后依次加入氫氟酸9mL，硝酸1.5mL，混勻，蓋上坩堝蓋，裝入高壓釜，旋緊，將高壓釜置于石墨爐中加熱。當溫度升至205215。C時，保持在該溫度下分解90min。然后將瓷舟置于烘箱中，在12(TC溫度下烘1.5h，烘干后在101型定碳儀測定、并按上述公式(1)計算試樣中的游離碳含量。測定結果(X)、平均值U)、標準偏差(S)、相對標準偏差(RSD)見表2。表2%<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例3:碳化鉻中游離碳的測定(樣品S-3)稱取0.5000g碳化鉻試樣于聚四氟乙烯坩堝中，加2.OmL去離子水沖洗坩堝壁，然后依次加入氫氟酸7mL，硝酸2mL，混勻，蓋上坩堝蓋，裝入高壓釜，旋緊，將高壓釜置于石墨爐中加熱。當溫度升至215225"C時，保持在該溫度下分解70min。然后將瓷舟置于烘箱中，在15(TC溫度下烘lh，烘干后在定碳儀測定，并按上述公式(1)計算試樣中的游離碳含量。測定結果(X)、平均值(i)、標準偏差(S)、相對標準偏差(RSD)見表3。表3%<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例4:碳化鉻中游離碳的測定(樣品S-4)(加標回收試驗)為了進行分析方法的準確度檢驗，采用樣品加標回收試驗，稱取每份為l.OOOOg己知游離碳含量^(%)=0.26(n二3份)、0.53(n=3份)的碳化絡樣品6份分別置于聚四氟乙烯坩堝中，每份樣品中加入不同量的碳化鎢標準樣(游離碳標準值為0.077%),用1.5mL去離子水沖洗柑堝壁，然后依次加入8mL氫氟酸，1.8mL硝酸，混勻，蓋上坩堝蓋，裝入高壓釜，旋緊，將高壓釜置于石墨爐中加熱。當溫度升至205215。C時，保持在該溫度下分解80min。然后將瓷舟置于烘箱中，在120。C溫度下烘1.5h，烘干后在101型定碳儀測定，并按上述公式(1)計算試樣中的游離碳含量，其測定結果的回收率見表4。表4加標回收試驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以上實施例說明本發明的碳化鉻中游離碳的分析檢測方法，對樣品進行加標回收試驗，加標回收率在96.6100.6%之間；當測定含量為O.170.52%的游離碳時，方法的相對標準偏差為5.22.5%，說明該方法有良好的準確度和精密度，是準確可行的。該方法也適合其它難溶金屬碳化物中游離碳的測定。權利要求1.一種碳化鉻中游離碳的分析檢測方法，包括如下步驟(1)將碳化鉻試樣置于聚四氟乙烯溶樣坩堝中，先用去離子水吹洗坩堝壁，再依次加入氫氟酸、硝酸、混勻，蓋上坩堝蓋，并置于高壓釜中；(2)將高壓釜放入石墨爐中加熱，高壓分解試樣；(3)分解完成并冷卻后，從石墨爐中取出高壓釜，將已溶解的碳化鉻試液和游離碳全部轉移至墊好酸洗石棉的鉑金抽濾坩堝內，用熱去離子水洗凈溶樣坩堝；(4)過濾后，將鉑金抽濾坩堝中的酸洗石棉墊和游離碳全部轉移至瓷舟內并置于烘箱中烘干；(5)將烘干的瓷舟在定碳儀上測定，然后計算游離碳的分析結果。2.根據權利1要求所述的碳化鉻中游離碳的分析檢測方法，其特征是溶樣時洗坩堝壁的去離子水用量為12毫升，再依次加入純度為分析純、質量濃度為1.14克/亳升的氫氟酸7.010.0毫升，純度為分析純、質量濃度為1.42克/毫升的硝酸1.02.0毫升，并混勻。3.根據權利要1或2所述的碳化鉻中游離碳的分析檢測方法，其特征是高壓溶樣溫度為200220°C。4.根據權利要求1或2所述的碳化鉻中游離碳的分析檢測方法，其特征是高壓溶樣時間為70120分鐘。5.根據權利要求1或2所述的碳化鉻中游離碳的分析檢測方法，其特征是瓷舟烘干溫度為11015(TC，烘干時間為11.5小時。全文摘要本發明提供了一種碳化鉻中游離碳的分析檢測方法，其步驟為將碳化鉻試樣置于聚四氟乙烯坩堝中，用去離子水吹洗坩堝壁后依次加入氫氟酸、硝酸、混勻，置于高壓釜中在石墨爐中加熱，按選定的溶樣溫度和時間高壓分解試樣。分解完成冷卻后，將已溶解在坩堝中的碳化鉻試液和游離碳轉移并洗凈至墊好酸洗石棉的鉑金抽濾坩堝內，過濾抽干后，將酸洗石棉墊和游離碳全部轉移至瓷舟內，再將瓷舟置于烘箱中烘干，將烘干的瓷舟在定碳儀上測定，并計算游離碳的分析結果。本發明采用混合酸高壓分解方法解決了碳化鉻難分解的難題，并確保了游離碳不溶解，測定范圍為0.050％～1.00％，準確度、精密度好。文檔編號G01N5/00GK101329242SQ200810032000公開日2008年12月24日申請日期2008年8月5日優先權日2008年8月5日發明者蔣亞芳申請人:株洲硬質合金集團有限公司