[发明专利]无铅焊锡材料中锗元素含量的ICP‑AES检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锗含量的测定方法，尤其是一种无铅焊锡材料中锗元素含量的ICP-AES(电感耦合等离子体原子发射光谱法)检测方法，属于化学分析测试技术领域。

背景技术

无铅焊锡是应各国相继立法限制铅在工业材料中应用要求而产生的新型焊锡材料，目前尚未能实现对Sn-Pb基焊锡的完全工业化替代。我国无铅焊锡技术研发工作起步较晚，相关核心技术与国外仍存在一定差距。为满足各行业的不同应用要求，现有的无铅焊锡材料种类繁多且成分复杂，对其中各组分含量的准确分析测定，在推动无铅焊锡技术发展、规范焊锡生产质量和制定相关检测标准等方面具有积极且重要的意义。

Sn基焊料中添加一定量的锗(Ge)，在高温和氧的作用下，形成致密的表面氧化层，从而抑制合金的氧化，提高钎料的抗氧化能力。目前关于无铅焊锡材料中Ge含量的测定国内外还没有统一的标准方法。现有可用于合金材料中的Ge含量的分析方法主要有分光光度法、碘酸钾滴定法、原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)等。其中ICP-AES具有基体效应小、灵敏度高和线性范围宽等优点，样品溶解后可直接进样，检测效率高，是适用于合金及高纯样品成分分析的简便、可靠方法，已广泛应用于冶金行业，相较于其他几种方法在操作繁易程度、分析周期和检测结果准确度等方面具有明显优势。

在ICP-AES分析之前需对固体样品进行酸消解处理，制备样品溶液进行检测。但对于待分析元素Ge，在浓度较高的HCl介质(高浓度HCl或王水等)中形成易挥发的四氯化锗，使检测结果偏小；在硫酸介质中，稀释后溶液发生水解，形成白色浑浊；对于高含量Sn基材料，采用较高浓度HNO₃溶解焊锡样品，消解过程极易产生β-锡酸沉淀，造成样品溶液不稳定，影响检测精密度。因此，常规的高温浓酸消解方法并不适用于焊锡材料中的Ge的分析。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种无铅焊锡材料中锗元素含量的ICP-AES检测方法，解决现有技术中锗含量分析方法操作复杂、分析周期长、准确度不高等问题，方便准确测定无铅焊锡材料中锗含量。

按照本发明提供的技术方案，一种无铅焊锡材料中锗元素含量的ICP-AES检测方法，特征是，包括以下步骤：

(1)制备样品溶液：称取0.2g～0.5g无铅焊锡样品置于容器中，采用由低到高的浓度梯度法逐级加入HNO₃溶液，使无铅焊锡样品溶解至澄清透明溶液，向上述溶液中逐滴滴加10ml～15ml容量百分数为15％的HCl和1ml容量百分数为30％的H₂O₂，常温下静置5h后，转入50ml容量瓶中，加入Y内标溶液，再用容量百分数为3％的HCl定容后摇匀，定容后得到的样品溶液中Y的浓度为2.5mg/L；

(2)配制标准溶液：采用逐级稀释法，以Y为内标物质、容量百分数为3％的HNO₃为基体，将1000mg/L的Ge标准溶液配制成4个以上不同浓度的标准溶液，标准溶液中Ge的浓度0mg/L～10mg/L，Y的浓度为2.5mg/L；

(3)ICP-AES检测：设定ICP-AES光谱仪的工作参数，先后对标准溶液和样品溶液中Ge和Y的含量进行检测，获得谱线强度和元素含量之间的关系，得到标准曲线；

(4)Ge含量的计算：根据标准曲线，得到样品溶液中Ge的浓度为c，单为mg/L，则无铅焊锡样品中Ge元素的含量W，按下式计算，单位为mg/kg：

其中，V为样品溶液的总体积，单位为ml；m为无铅焊锡样品称样量，单位为g。

进一步的，所述步骤(1)中由低到高的浓度梯度法逐级加入HNO₃溶液，具体为：先用2ml去离子水(即容量百分数为0％的HNO₃)将无铅焊锡样品浸润，再滴加2ml容量百分数为5％的HNO₃，溶解无铅焊锡样品1min～2min；接着滴加2ml容量百分数为35％的HNO₃，溶解无铅焊锡样品1min～2min；继续加入2ml容量百分数为65％～68％的HNO₃，溶解无铅焊锡样品10min至澄清透明溶液。

进一步的，所述标准曲线的相关系数R²大于0.9999。