Порошки металлические. Методы определения кислорода

ПОРОШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

ГОСТ 27417-87

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

Методы определения кислорода
Metal powders. Methods for
determination of oxygen

ОКСТУ 1709 4

Срок действия с 01.01.89 до 01.01.91
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
экстракции кислорода в виде оксида углерода (II) при плавлении металлического порошка в графитовом тигле в токе инертного газа с последующей хроматографической либо кулонометрической ре­гистрацией выделившегося оксида углерода.
Рекомендации к выбору методов определения кислорода в ме­
таллических порошках и интерпретации полученных результатов приведены в приложении.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Массовую долю кислорода в пробе металлического порош­ка определяют в трех параллельных навесках. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результа­тов трех параллельных определений (при доверительной вероят­ности 0,95), если разность наибольшего-и наименьшего определе­ний не превышает абсолютных допускаемых расхождений, указан­ных в стандарте.
1.2. Взвешивание навесок массой до 0,1 г проводят с погреш­ностью не более 0,0001 г. При массе анализируемой навески более 0,1 г допускается взвешивание с погрешностью не более 0,0005 г.
Перепечатка воспрещена
Издательство стандартов, 1988
1.3. Температура экстракции кислорода из порошка меди со­ставляет (2000±50)°С, из порошков железа, кобальта и никеля — (2500±50)°С. Время экстракции устанавливается в соответствии с конструктивными особенностями используемых графитовых тиг­лей и нагревательного устройства.
1.4. Допускается применение другой аппаратуры, материалов и реактивов, реализующих метод восстановительной экстракции кислорода в виде оксида углерода и имеющих метрологические характеристики не хуже приведенных в стандарте.
1.5. При определении кислорода в металлических порошках перед каждыми 10—15 определениями проводят холостой и гра­дуировочный опыты. Холостой опыт заключается в том, что по режиму, установленному для данного порошка, выполняют все стадии анализа для трех графитовых тиглей без анализируемого порошка. Градуировочный опыт заключается в выполнении ана­лиза трех навесок порошка стандартного образца. Окончательный результат холостого и градуировочного опытов рассчитывают по п. 1.1. Абсолютные допускаемые расхождения для холостого опы­та принимаются такими же, как для порошка с массовой долей кислорода от 0,01 до 0,02%.
1.6. В качестве стандартных образцов используют металли­ческие порошки по составу и содержанию кислорода близкие к анализируемым.
1.7. Допускается использование в качестве стандартных образ­цов порошков оксида вольфрама (VI) и оксида эрбия (III). Пе­ред использованием порошки прокаливают в воздухе в течение 1 ч при температуре 350°С — порошок оксида вольфрама (VI), при температуре Н00°С — порошок оксида эрбия. Приготовленные для анализа порошки оксидов вольфрама и эрбия хранят в экси­каторе не более 30 сут. Массовая доля кислорода в соответствии со стехиометрической формулой составляет для оксида вольфра­ма (VI) —20,70%, для оксида эрбия (III) — 12,55%. Восстанови­тельную экстракцию кислорода для этих порошков выполняют по режиму, установленному для железного порошка.
1.8. Контроль правильности результатов анализа проводят по стандартным образцам.
Результаты анализа считают правильными, если разность из­меренной и аттестованной массовых долей кислорода в стандарт­ном образце не превышает половины допускаемого расхождения на уровне аттестованного значения. Если разность превышает ука­занные значения, анализ необходимо повторить.
1.9. Требования безопасности — по ГОСТ 14316—82.

2. ОТБОР ПРОБ

Отбор проб для анализа проводят по ГОСТ 23148—78.
3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПЛАВЛЕНИЕМ С ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ

Метод основан на выделении кислорода, содержащегося в ме­
таллическом порошке (независимо от формы его нахождения), в виде оксида углерода (II) при кратковременном (импульсном), нагреве порошка металла в графитовом тигле до температуры 2000—2500°С в токе геллия с последующим измерением выделив­шегося оксида углерода (II) с помощью газового хроматографа.
3.1. Аппаратура и реактивы
Установка для определения кислорода (чертеж) состоит из баллона с гелием 1, редуктора 2, газовых магистралей 3; импульс­
ной печи для восстановительного плавления 4; газового хромато­графа типа ЛХМ-72 5; устройства регистрации и обработки сиг­комплектуется потенциометром КСП-4) 6; системы питания им­пульсной печи 7; устройства управления режимом работы импульс­
ной печи 8.

Нагрев тигля в импульсной печи сопротивления осуществляет­ся прямым пропусканием тока через тигель.
Система питания импульсной печи установки обеспечивает формирование импульса тока через графитовый тигель с силой тока 500—600 А при напряжении на тигле 10—12 В, длительность импульса тока 5—40 с.
Тигель из графита ОС-2 по НТД с наружным диаметром (6±0,1) мм, высотой (16±0,2) мм, глубиной отверстия (13± ±0,2) мм, толщиной стенки (1,5±0,1) мм.
Допускается применение тиглей других размеров и из других марок графита при условии стабильности их электросопротивле­ния, отсутствия примесей, искажающих результаты определения, и уточнении режимов экстракции кислорода из пробы.
Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104—80, 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 20 г.
Секундомер.
Пинцет медицинский по ГОСТ 21241—77.
Гелий газообразный с массовой долей гелия не менее 99,985%.
Цеолит синтетический 5А (СаА) зернистостью 0,25—0,50 мм.
Стандартные образцы, для которых режим восстановительного плавления близок к режиму восстановительного плавления анали­зируемых проб.
3.2. Подготовка к анализу
Перед началом анализа готовят согласно инструкции к работе хроматограф, устанавливают режим работы и диапазон измерения хроматографа.
Тигли, отобранные для анализа, дегазируют в печи импульс­ного нагрева при температуре 2600°С в потоке гелия в течение 5 с.
Устанавливают с помощью элементов регулировки системы питания импульсной печи температуру и время экстракции кисло­рода из анализируемого порошка. Температуру экстракции выби­рают в соответствии с п. 1.3 настоящего стандарта. Длительность импульса тока, нагревающего графитовый тигель, для тиглей с размерами, указанными в п. 3.2 настоящего стандарта, при экс­тракции кислорода из всех порошков устанавливают равной (5,0±0,2) с.
В соответствии сп. 1.5 выполняют измерения с дегазирован­ными тиглями без металлических порошков (холостой опыт) и измерения с порошком стандартного образца (градуировочный опыт).
По полученным данным вычисляют градуировочный коэффи­циент (Д), г/мм2, по формуле
С-1П\
(^1—5о) • 100
где с — массовая доля кислорода в стандартном образце, %;
mi — масса навески стандартного образца, г;
Si — площадь пика оксида углерода (II), определенная по хроматограмме при анализе стандартного образца, мм2;
50 — площадь пика оксида углерода (II), определенная по хроматограмме при холостом опыте, мм2.
Допускается вместо значения площади использовать значение высоты пика хроматограммы. В этом случае градуировочный ко­эффициент имеет размерность г/мм.
Массу навески определяют по ориентировочной массовой доле
кислорода в анализируемом порошке в соответствии с выбран­
иапазоном измерения хроматографа в соответствии с табл.

ГОСТ 27417—87 С. 5

Таблица 1

3.3. Проведение анализа
Анализируемый порошок помещают в предварительно дегази­рованный и взвешенный тигель. Взвешивают тигель с порошком, и массу навески определяют по разности масс тигля с порошком и пустого тигля.
Тигель с анализируемым порошком устанавливают в печь им­пульсного нагрева между электродами. Потоком гелия (или дру­гого инертного газа) продувают камеру печи в течение 1—2 мин для удаления воздуха, затем переключают газ-носитель на хро­матограф и продолжают продувку до полного вытеснения возду­ха из системы. Отсутствие воздуха в системе контролируют по стабилизации линии хроматограммы.
Нагревают тигель с навеской одним импульсом тока. Пара­метры температуры и времени нагрева в соответствии с п. 3.3.
3.4. Обработка результатов
3.4.1. Массовую долю кислорода (X) в процентах вычисляют по формуле
х= . к
т2 ’
где S2 — площадь пика оксида углерода (II) на хроматограм­ме, мм2;
So — площадь пика оксида углерода (II) на хроматограмме при холостом опыте, мм2;
т2 — масса навески анализируемого порошка, г;
К — градуировочный коэффициент, г/мм2.
3.4.2. Абсолютные расхождения результатов трех параллель­ных определений не должны превышать допускаемых значений (при доверительной вероятности 0,95), приведенных в табл. 2.
Таблица 2

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПЛАВЛЕНИЕМ С КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИМ ИЗМЕРЕНИЕМСущность методаМетод основан на выделении кислорода, содержащегося в ме­таллических порошках, в виде оксида углерода (II) при кратко­временном (импульсном) нагреве порошка в графитовом тигле в потоке аргона с последующим доокислением оксида углерода (II) до оксида углерода (IV) и измерением массовой доли оксида уг­лерода (IV) кулонометрическим титрованием.
3.5. Аппаратура и реактивы
Анализатор АК-7516П. Допускается использование анализатора АК-7516.
Графитовые тигли, реактивы, растворы, газы в соответствии с техническим описанием анализатора.
Стандартные образцы — в соответствии с п. 3.2.
3.6. Подготовка к анализу
Установить рекомендованный режим анализа металлических порошков: температура— в соответствии с п. 1.3, длительность нагрева — 40 с.
Режим дегазации графитового тигля: температура 2600°С, дли­тельность нагрева — 60 с.
Масса навески — 0,3—1,2 г.
3.7. Проведениеанализа
Анализ проводят в соответствии с техническим описанием анализатора.
3.8. Обработка результатов
3.8.1. Массовую долю кислорода при каждом определении счи­тывают по цифровому табло анализатора.
3.8.2. Абслоютные расхождения результатов трех параллель­ных определений не должны превышать допускаемых значений (при доверительной вероятности 0,95), приведенных в табл. 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекоменд уемое
Рекомендации по выбору методов определения кислорода
в мета