ГОСТ 11739.22-90. Сплавы алюминиевые литейные и деформируемые. Методы определения редкоземельных элементов и иттрия
(утв. Постановлением Госстандарта СССР от 28.06.1990 № 1962)
от 28 июня 1990 г. № 1962
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СПЛАВЫ АЛЮМИНИЕВЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ И ДЕФОРМИРУЕМЫЕ
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИТТРИЯ
Aluminium casting and wrought alloys. Methods for determination of rare-earth
с 1 июля 1991 года до 1 июля 1996 года
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. Разработан и внесен Министерством авиационной промышленности СССР.
Разработчики В.Г. Давыдов, д-р техн. наук; В.А. Мошкин, канд. техн. наук; Г.И. Фридман, канд. техн. наук; Л.А. Тенякова, М.Н. Горлова, канд. хим. наук; О.Л. Скорская канд. хим. наук; Л.В. Антоненко.
2. Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 28.06.1990 № 1962.
3. Периодичность проверки — 5 лет.
5. Ссылочные нормативно-технические документы
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
|---|---|
| ГОСТ 3118-77 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 3760-79 | 2.2 |
| ГОСТ 4038-79 | 3.2 |
| ГОСТ 3773-72 | 2.2 |
| ГОСТ 4199-76 | 2.2 |
| ГОСТ 4204-77 | 3.2 |
| ГОСТ 4234-77 | 3.2 |
| ГОСТ 4328-77 | 2.2 |
| ГОСТ 4461-77 | 2.2; 3.2 |
| ГОСТ 5457-75 | 3.2 |
| ГОСТ 10929-76 | 3.2 |
| ГОСТ 10484-78 | 3.2 |
| ГОСТ 11069-74 | 3.2 |
| ГОСТ 22180-76 | 2.2 |
| ГОСТ 25086-87 | 1.1 |
Настоящий стандарт устанавливает гравиметрический метод определения редкоземельных элементов при массовой доле от 0,2 до 2,0% и атомно-абсорбционный метод определения иттрия при массовой доле иттрия от 0,1 до 2,0%.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Общие требования к методам анализа — по ГОСТ 25086 с дополнением.
1.1.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух определений.
2. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в растворе гидроокиси натрия, отделении алюминия, цинка, меди, никеля, кадмия, осаждении редкоземельных элементов щавелевой кислотой, прокаливании осадка при температуре 900 — 1000 °С до оксидов и их взвешивании.
2.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, растворы 200 г/дм3 и 20 г/дм3.
Аммиак водный по ГОСТ 3760.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1, 2:98 и 1:99.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35 — 1,40 г/см3, раствор 1:1.
Смесь кислот: 90 см3 раствора соляной кислоты 1:1 помещают в стакан вместимостью 500 см3, приливают 10 см3 раствора азотной кислоты и перемешивают.
Натрий тетраборнокислый 10-водный по ГОСТ 4199, раствор 20 г/дм3.
Кислота щавелевая по ГОСТ 22180, раствор, насыщенный при комнатной температуре, и раствор 30 г/дм3.
Аммоний хлористый по ГОСТ 3773, раствор 250 г/дм3.
Метиловый оранжевый, раствор 1 г/дм3.
Адсорбент (мацерированная бумага): 100 г измельченных фильтров («красная лента») помещают в стакан вместимостью 500 см3, приливают 300 см3 горячей воды и перемешивают мешалкой до получения однородной массы.
2.3. Проведение анализа
2.3.1. Навеску пробы массой 1 г помещают в стакан вместимостью 300 см3, приливают 40 см3 раствора гидроксида натрия 200 г/дм3 и растворяют сначала при комнатной температуре, а после прекращения бурной реакции — при нагревании.
К раствору приливают 200 см3 кипящей воды, перемешивают, дают отстояться в течение 30 — 40 мин и отфильтровывают сыпавший осадок через два фильтра средней плотности («белая лента») с адсорбентом. Стакан и осадок промывают 5 — 6 раз раствором гидроксида натрия 20 г/дм3 порциями по 20 см3.
2.3.2. Осадок на фильтре растворяют над стаканом, в котором проводили растворение пробы, в 40 см3 горячей смеси кислот, приливая сначала 20 см3 смеси и два раза по 10 см3, фильтр промывают пять раз горячим раствором соляной кислоты: 2:98 порциями по 20 см3.
К охлажденному раствору приливают 50 см3 раствора хлористого аммония, добавляют 2 капли метилового оранжевого, аммиак до перехода окраски в желтый цвет и 100 см3 раствора буры при перемешивании стеклянной палочкой. Раствору с осадком дают отстояться в течение 50 мин.
Осадок отфильтровывают через фильтр средней плотности («белая лента») с адсорбентом, промывают 5 — 6 раз раствором буры и растворяют на фильтре в 30 см3 горячего раствора соляной кислоты 1:1 над стаканом, в котором проводили осаждение, фильтр промывают пять раз горячим раствором соляной кислоты (2:98) порциями по 20 см3.
2.3.3. Раствор выпаривают до влажных солей, приливают 50 см3 горячего раствора соляной кислоты (1:99) и растворяют соли при нагревании. Затем к раствору приливают 30 см3 горячей воды и в несколько приемов 50 см3 горячего насыщенного раствора щавелевой кислоты, тщательно перемешивая раствор стеклянной палочкой так, чтобы она касалась дна стакана. Раствору с осадком дают отстояться в течение 12 ч и затем отфильтровывают через два фильтра средней плотности («белая лента») с адсорбентом.
Осадок промывают 5 — 6 раз раствором щавелевой кислоты 30 г/дм3 порциями по 20 см3.
2.3.4. Фильтр с осадком помещают в доведенный до постоянной массы и взвешенный фарфоровый тигель, подсушивают, осторожно озоляют, не допуская воспламенения, прокаливают в муфельной печи при температуре 900 — 1000 °С в течение 2 ч, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
2.4. Обработка результатов
2.4.1 Массовую долю суммы редкоземельных элементов (Х) в процентах вычисляют по формуле
где m_{1} — масса тигля с осадком, г;
n — коэффициент пересчета оксида редкоземельного элемента на элемент:
оксида иттрия на иттрий 0,7874; оксида лантана на лантан 0,8527; оксида неодима на неодим 0,8573; оксида празеодима на празеодим 0,8544; оксида церия на церий 0,8141;
2.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл. 1.
| Массовая доля редкоземельных | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| элементов, % | результатов параллельных определений | результатов анализа |
| От 0,20 до 0,30 включ. Св. 0,30 « 0,50 » « 0,50 » 1,00 « » 1,00 « 2,00 » | 0,03 0,05 0,08 0,10 | 0,04 0,06 0,10 0,15 |
3. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИТТРИЯ
3.1. Сущность метода
Метод основан на растворении пробы в соляной кислоте в присутствии пероксида водорода и последующем измерении атомной абсорбции иттрия при длине волны 410,2 нм в пламени ацетилен-закись азота.
3.2. Аппаратура, реактивы и растворы
Спектрофотометр атомно-абсорбционный с источником излучения для иттрия.
Кислота соляная по ГОСТ 3118, плотностью 1,19 г/см3, растворы 1:1 и 1:99.
Кислота азотная по ГОСТ 4461, плотностью 1,35 — 1,40 г/см3.
Кислота серная по ГОСТ 4204, плотностью 1,84 г/см3.
Кислота фтористо-водородная по ГОСТ 10484.
Калий хлористый по ГОСТ 4234, раствор 20 г/дм3.
Водорода пероксид по ГОСТ 10929.
Никель хлористый по ГОСТ 4038, раствор 1 г/дм3.
Алюминий по ГОСТ 11069 марки А999.
Раствор алюминия 20 г/дм3: 10 г алюминия помещают в стакан вместимостью 500 см3, добавляют 50 см3 воды, а затем небольшими порциями 300 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при умеренном нагревании, добавляя 1 см3 раствора хлористого никеля. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу, вместимостью 500 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Иттрий металлический высокой чистоты.
Раствор А: 1 г металлического иттрия помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, добавляют 25 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и растворяют при слабом нагревании. После растворения иттрия раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 200 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора А содержит 0,005 г иттрия.
Раствор Б: 20 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора Б содержит 0,001 г иттрия.
Раствор В: 10 см3 раствора А переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), доливают водой до метки и перемешивают.
1 см3 раствора В содержит 0,0005 г иттрия.
3.3. Проведение анализа
3.3.1. Навеску пробы массой 0,5 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3, приливают приблизительно 10 см3 воды и затем небольшими порциями 25 см3 раствора соляной кислоты 1:1. Колбу накрывают часовым стеклом и осторожно нагревают до полного растворения навески. Добавляют 3 — 5 капель пероксида водорода и кипятят раствор в течение 3 мин.
Часовое стекло и стенки колбы ополаскивают водой. Раствор охлаждают до комнатной температуры, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), 20 см3 раствора хлористого калия, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.2. При массовой доле кремния менее 1% раствор, если он не прозрачен, фильтруют через сухой фильтр средней плотности («белая лента») в стакан, отбрасывая первые порции фильтрата.
3.3.3. При массовой доле кремния свыше 1% после окончания растворения по п. 3.3.1 раствор фильтруют через фильтр средней плотности («белая лента») в мерную колбу вместимостью 100 см3.
Осадок на фильтре промывают 2 — 3 раза горячим раствором соляной кислоты (1:99) порциями по 10 см3 (основной фильтрат).
Фильтр с осадком помещают в платиновый тигель, высушивают, озоляют, не допуская воспламенения, и прокаливают при температуре 500 — 600 °С в течение 3 мин. После охлаждения к содержимому тигля добавляют 4 капли серной кислоты, 5 см3 фтористо-водородной кислоты и по каплям азотную кислоту до получения прозрачного раствора. Далее раствор упаривают досуха, после охлаждения остаток смачивают 2 — 3 см3 воды и растворяют в 2 — 3 см3 раствора соляной кислоты (1:1) при нагревании.
Раствор присоединяют к основному фильтрату в мерной колбе вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.4. Раствор контрольного опыта готовят согласно пп. 3.3.1, 3.3.2 и 3.3.3, используя вместо навески пробы навеску алюминия.
3.3.5 Построение градуировочных графиков
3.3.5.1. При массовой доле иттрия от 0,1 до 1,0% в семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 25 см3 раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0 см3 стандартного раствора В, что соответствует 0,0005; 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,005 г иттрия.
3.3.5.2. При массовой доле иттрия свыше 1,0 до 2,0% в семь мерных колб вместимостью по 100 см3 приливают по 25 см3 раствора алюминия, в шесть из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 см3 стандартного раствора Б, что соответствует 0,005; 0,006; 0,007; 0,008; 0,009; 0,01 г иттрия.
3.3.5.3. В растворы в колбах по пп. 3.3.5.1 и 3.3.5.2 добавляют по 5 см3 раствора соляной кислоты (1:1), по 20 см3 раствора хлористого калия, доливают водой до метки и перемешивают.
3.3.6. Раствор пробы, раствор контрольного опыта и растворы для построения градуировочного графика распыляют в пламя ацетилен-закись азота и измеряют атомную абсорбцию иттрия при длине волны 410,2 нм.
По полученным значениям атомной абсорбции и соответствующим им массовым концентрациям иттрия строят градуировочный график.
Массовую концентрацию иттрия в растворе пробы и в растворе контрольного опыта определяют по градуировочному графику.
3.4. Обработка результатов
3.4.1 Массовую долю иттрия ( X_{1} ) в процентах вычисляют по формуле
где C_{1} — массовая концентрация иттрия в растворе пробы, найденная по градуировочному графику, г/см3;
C_{2} — массовая концентрация иттрия в растворе контрольного опыта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V — объем раствора пробы, см3;
3.4.2. Расхождения результатов не должны превышать значений, приведенных в табл. 2.
| Массовая доля иттрия, % | Абсолютное допускаемое расхождение, % | |
| результатов параллельных определений | результатов анализа | |
| От 0,100 до 0,250 включ. Св. 0,25 « 0,50 » « 0,50 » 1,00 « » 1,00 « 2,00 » | 0,015 0,03 0,05 0,10 | 0,020 0,05 0,08 0,15 |