[发明专利]一种测定单晶高温合金中的超低硫含量的方法

摘要

本发明属于合金痕量元素分析技术，涉及一种测定单晶高温合金中的超低硫（0.0002%～0.0020%）含量的方法。本发明采用高纯化学试剂硫酸钾制备硫标准试样，其中的硫含量是已知的，这样可以确保仪器校准的准确性。通过助熔剂试验，选择了最佳助熔剂从而使材料中硫完全释放，提高了测量的准确度。本发明解决了单晶高温合金中的超低硫测定难题，降低了硫测量下限，下限达到0.0002%。提高了测定结果的准确性，为单晶高温合金研制、冶炼、应用和质量控制提供了可靠的技术保障。

主权项

一种测定单晶高温合金中的超低硫含量的方法，其特征在于：采用高频红外碳硫分析仪并应用高频感应燃烧‑红外线吸收法测定单晶高温合金中的硫含量，分析仪的工作条件如下：测量流量3.0±0.2L/min，测量压力40±2psi，动力气压力40±2psi，最小分析时间40s；环境条件为：室内相对湿度不大于60%；（1）、在测定过程中所使用的备品如下：（1.1）、硫酸钾，高纯化学试剂，分子量174.25，含量≥99.99%；（1.2）、第一标准物质：硫含量为：0.0001%～0.0010%；（1.3）、第二标准物质：硫含量为：0.0010%～0.0020%；（1.4）、第三标准物质：硫含量为：0.0020%～0.0030%；（1.5）、瓷坩埚；（1.6）、锡囊：体积0.50ml，硫含量S：≤0.0002%，用丙酮清洗，自然风干或者吹干；（1.7）、高纯钨锡粒助熔剂：硫含量S：≤0.0001%；（1.8）、纯铁助熔剂：硫含量S：0.00020%，标准偏差S=0.00001%；（2）、制备硫校准试样：制备步骤如下：（2.1）、容器涮洗：将制备过程中所使用的容量瓶、烧杯和加液器均用热盐酸涮洗；盐酸的体积浓度为10%～30%，盐酸的温度为40℃～60℃，涮洗时间20s～60s，涮洗后用去离子水冲洗10s～30s并晾干；（2.2）、配制硫酸钾标准溶液：（2.2.1）、计算硫酸钾用量：配制1000毫升0.050mg/ml的硫酸钾溶液，需要硫50mg，折算成硫酸钾为0.2717g；（2.2.2）、试剂烘干：将硫酸钾试剂在110±5℃的烘箱中烘干1h～3h，冷却到室温；（2.2.3）、配制硫酸钾标准溶液试样：称取0.2717g硫酸钾试剂溶于1000ml去离子水中，形成硫酸钾标准溶液；（2.2.4）、用加液器分取0.30ml硫酸钾标准溶液加入到锡囊中，在60℃下烘至近干，再升至105℃～110℃继续烘干2.0h，取出后立即卷好，成为硫校准试样，编号，存于干燥器内，此硫标准试样的硫含量标准值为0.0030%；（3）、高频红外碳硫分析仪校准：将硫校准试样放入高频红外碳硫分析仪，手动将锡囊硫空白值0.00020%输入高频红外碳硫分析仪空白值项，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件对硫校准试样的硫含量进行测量，得到硫校准试样硫含量的测 定值，根据已知的硫校准试样的硫含量标准值对高频红外碳硫分析仪进行校准；（4）、测定助熔剂硫含量总空白值：测定步骤如下：（4.1）、在瓷坩埚中加入0.50±0.01g纯铁助熔剂，再加入1.5±0.1g高纯钨锡粒助熔剂，手动输入质量1.0000g，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件，测定助熔剂硫含量总空白值，得到测量值x%；（4.2）、把x输入仪器空白值项，仪器在随后的测量中将自动扣除总空白值x%；（5）、测定标准物质：根据试样的硫含量范围，选择两个标准物质，其中一个标准物质的硫含量大于待测单晶高温合金硫含量，另一个标准物质的硫含量小于待测单晶高温合金的硫含量，将大于待测单晶高温合金的硫含量的标准物质放入高频红外碳硫分析仪，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件对该标准物质硫含量进行测量；然后，再将小于待测单晶高温合金的硫含量的标准物质放入高频红外碳硫分析仪，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件对该标准物质硫含量进行测量，得到两个标准物质硫含量的测定值，各标准物质硫含量的测定值应落在其允许差范围内；如果标准物质硫含量的测定值不符合要求，则重复步骤（2）～（5），直到标准物质硫含量的测定值落在其允许差范围内为止；（6）、取样和制样：将待测单晶高温合金按照HB/Z 205‑1991《钢和高温合金化学分析用试样的取样规范》的要求进行取样和制样，得到待测单晶高温合金粉末样品；（7）、制备试料：从制样得到的待测单晶高温合金粉末样品中，称取质量为m=0.50g的样品，精确到0.001g，样品质量m输入高频红外碳硫分析仪，然后置于瓷坩埚中，加入0.50±0.01g纯铁助熔剂，再加入1.5±0.1g高纯钨锡粒助熔剂，与样品混合构成试料；（8）、测量待测单晶高温合金粉末样品中的硫含量：将试料放入高频红外碳硫分析仪，按高频红外碳硫分析仪选定的工作条件，进行硫含量测量，仪器在测量中将自动扣除助熔剂硫含量总空白值x%；得到待测单晶高温合金的测量值。