超低碳控氮00Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢又称核级316（316NG）不锈钢,当今主要愚弄于制造核电站反应堆一趟路系统中的垄断说念。核电垄断说念行为冷却剂的轮回安装,是反应堆系统冷却剂承受压力鸿沟的主要部分,被誉为核电站的“主动脉”。冷却剂中含有酸性腐蚀性物资,因此在核裂变技巧,垄断说念责任条目十分薄情,必须具有敷裕的耐高温、耐高压和耐腐蚀性能,以确保反应堆的安全常常开动[1-6]。当合金中碳含量低于一定值时,添加适量稀土元素铈能灵验裁汰材料中非金属搀杂物善良体含量,对改善钢材性能具有紧迫作用,卓绝是对擢升钢材的耐点蚀和耐晶间腐蚀性能具有殊效[7-9]。鉴于此,确立一种快速、准确的分析门径检测316NG不锈钢中铈的含量,对罢休居品性量、擢升分娩效能和保险电站安全具有紧迫兴趣。

当今,这类材质的分析设檀越要包括光电直读光谱法和X射线荧光光谱法。但是,由于商场上无法购买到同招牌材质的含铈圭臬样品,且这两种门径无法排斥基体元素铁对待测元素的影响,故在分析痕量铈时均存在分析不准确的谬误。电感耦合等离子体原子辐射光谱法（ICP-AES）具有检出限低、测定范围宽、聪颖度高、易于排斥基体效应和元素共存插手等优点,在稀土元素的检测限制取得了粗俗愚弄[10-13]。

本责任通过对分析谱线遴荐、基体效应排斥、插手元素阐述、精密度及加标回收测验和圭臬物资考证测验等进行考虑,建议了ICP-AES测定316NG不锈钢中痕量铈的门径。

1. 测验部分

1.1 仪器与试剂

iCAP PRO型电感耦合等离子体辐射光谱仪；Z4116型台式钻床；SK1200H型超声波清洗机；BT124S型分析天平（精度0.1 mg）；SD22-1型电热板。

铈单位素圭臬储备溶液：1 000 mg·L-1。

铈单位素圭臬溶液：100 mg·L-1,移取适量的铈单位素圭臬储备溶液,用10%（体积分数）硝酸溶液稀释10倍。

铁单位素圭臬储备溶液：1 000 mg·L-1。

基体匹配的铈圭臬溶液系列：诀别准确移取铈单位素圭臬溶液0,5,10 mL于3个100 mL容量瓶中,再单独移取5,10 mL铈单位素圭臬储备溶液于2个100 mL容量瓶中,然后诀别准确移取65 mL铁单位素圭臬储备溶液于上述5个容量瓶中,诀别加入15 mL现配体积比为1∶3∶4的硝酸-盐酸-水混酸溶液和5 mL 30%（质料分数,下同）过氧化氢溶液,用水定容,混匀,配制成铈质料浓度诀别为0,5,10,50,100 mg·L-1的基体匹配的铈圭臬溶液系列。上述溶液中含有与316NG不锈钢样品中含量止境的铁基体,即每100 mL圭臬溶液中含铁元素65 mg,以及与待测样品溶液止境的酸度。

盐酸、硝酸、30%过氧化氢溶液和酒精均为分析纯；测验用水均为超纯水。

1~4号测验样品均为本公司自主冶真金不怕火的316NG不锈钢。

1.2 仪器责任条目

射频功率 1 150 W；雾化气流量 0.45 L·min-1,扶植气流量 0.5 L·min-1,冷却气流量12.5 L·min-1；分析谱线 Ce 404.076 nm。

1.3 测验门径

秉承台式钻床将316NG不锈钢原料逐渐钻为屑状（衰落过热）,将屑状样品滚动至玻璃烧杯中,加入酒精至刚好吞并,于超声清洗机中清洗3 min后取出,用吹风机吹干备用。

准确称取0.1 g样品（精准至0.000 1 g）于烧杯中,加入15 mL现配体积比为1∶3∶4的硝酸-盐酸-水混酸溶液,置于150 ℃电热板上消解30 min,整个熔化后加入5 mL 30%过氧化氢溶液剖析遏止溶液中游离碳,恒温3 min后取下冷却至室温,用水定容至100 mL容量瓶中,混匀,按照仪器责任条目测定。同期进行空缺测验。

1.4 铈含量的计较

按照式（1）计较样品中铈质料分数w。

(1)

式中：ρ为质料浓度,mg·L-1；V为定容体积,mL；m为称样质料,g。

2. 闭幕与商讨

2.1 溶样门径的遴荐

当今常用的不锈钢熔化体系是盐酸-硝酸-氢氟酸混酸体系,但氟与稀土元素铈反应会生成氟化铈千里淀,导致痕量铈分析值偏低,故测验尝试秉承盐酸-硝酸混酸体系熔化样品。盐酸-硝酸混酸中以王水（盐酸和硝酸的体积比为3∶1）对不锈钢的腐蚀武艺最强,但在熔化样品经过中,研究酸液挥发,平直用王水熔化样品会导致定容后样品溶液的酸度不一致,影响数据准确度,经探索测验可知,用硝酸、盐酸和水按体积比1∶3∶4配制的混酸溶液熔化样品恶果较好。因此,测验遴荐现配体积比为1∶3∶4的硝酸-盐酸-水混酸溶液进行溶样。

2.2 分析谱线、基体效应及共存元素插手

316NG不锈钢中含有大齐的基体铁元素和少许共存元素铬、镍、钼。把柄仪器谱线库提供的推选波长,初选铈的3条分析谱线393.109,404.076,535.353 nm,在仪器责任条目下,对证料分数为0.000 5%的铈单位素圭臬溶液进行测定。闭幕标明,铈元素在3条谱线下的测定值诀别为0.004 8%,0.004 8%,0.005 2%,均相配接近已知值,故无法仅凭此遴荐谱线。因此,连续对基质匹配的铈圭臬溶液系列进行测定,闭幕如表1所示。

表 1 不同铈分析谱线下基体匹配的铈圭臬溶液系列中铈的质料分数

Table 1. Mass fraction of cerium in cerium standard solution series for matrix matching under different cerium analysis spectral lines

分析谱线/nm

测定值w/%

已知值0.000 5%

已知值0.001 0%

已知值0.005 0%

已知值0.010 0%

393.109

0.001 2

-0.001 7

0.003 5

0.011 0

404.076

0.000 4

0.001 0

0.005 0

0.010 2

535.353

0.000 1

0.000 8

0.004 2

0.010 5

由表1可知,在Ce 404.076 nm分析谱线处的测定值更为准确,因此测验遴荐铈的分析谱线为Ce 404.076 nm。

图1为Qtegra软件扫描基体匹配的铈圭臬溶液系列的图谱。

图 1 基体匹配的铈圭臬溶液扫描图谱

Figure 1. Scanning specta of cerium standard solution series for matrix matching

由图1可知：铁元素在404.064 nm波所长出现赫然插手峰,因此圭臬溶液的配制中必须研究铁的基体效应。而共存元素铬、镍、钼对应分析谱线处均未不雅察到插手峰出现,纠合表1可知,这3种元素对所选铈分析谱线无插手。因此,为幸免铁基体效应的插手,测验遴荐基体匹配法定量。

2.3 责任弧线和检出限

按照仪器责任条目测定基体匹配的铈圭臬溶液系列,以铈元素的质料浓度为横坐标,其对应的反应强度为纵坐标绘图责任弧线。闭幕标明：铈元素的质料浓度在100 mg·L-1以内与对应的反应强度呈线性关系,线性回顾方程为y=1.942×104x+8.450×10,相联总计为0.999 7。在仪器责任条目下贯串测定11次空缺溶液,以3倍空缺值的圭臬偏差s计较检出限（3s）,闭幕为0.000 4%。

2.4 精密度测验

当今商场上无法购买到316NG不锈钢同招牌材质的含铈圭臬物资,故按照1.3节测验门径,诀别对1~4号4个316NG不锈钢样品中的铈元素进行10次独处贯串测定,计较测定值过火相对圭臬偏差（RSD）,闭幕如表2所示。

样品

测定值w/%

RSD/%

1

0.001 48

4.1

2

0.002 22

4.0

3

0.003 18

2.7

4

0.004 00

2.1

由表2可知,4个样品中铈元素测定值的RSD均小于5.0%,说明该门径重迭性高,具有较好的精密度。

2.5 准确度测验

2.5.1 加标回收测验

诀别在1~4号样品中加入2个浓度水平的铈元素,按照1.3节测验门径制备待测样品溶液,计较回收率,闭幕如表3所示。

由表3可知,4个样品中铈元素的回收率为95.5%~103%,初步标明该分析门径的准确度较高,能空隙316NG不锈钢样品的检测要求。

表 3 回收测验闭幕

Table 3. Results of test for recovery

样品

本底值m/μg

加标量m/μg

测定值m/μg

回收率/%

生活在北方的家庭，家里面用的都是地暖加热的方式，舒适度是比较好的，迪士尼彩乐园代理登陆但生活在南方就不一样了，因为那里是没有集中地暖的，就需要采用其他的取暖方式。

1

1.48

1.00

2.46

98.0

2.00

3.39

95.5

2

2.23

2.00

4.23

100

4.00

6.22

99.8

3

3.18

3.00

6.27

103

6.00

9.19

100

4

4.00

4.00

8.00

100

8.00

12.24

103

2.5.2 圭臬物资考证测验

把柄前文基体及共存元素插手情况判断,在无同招牌圭臬物资的情况下,遴荐中低合金钢含铈圭臬物资进行门径准确度考证最好,故遴荐招牌为GH56（屑样）铁镍基圭臬物资（铈元素认定值为0.006 3%）进行门径准确度考证,按照测验门径每个样品平行测定3次。闭幕暴露,铈元素的测定值诀别为0.006 9%,0.006 6%,0.006 8%,平均测定值为0.006 8%,与认定值基本一致,进一步证明门径准确度较高。

本责任建议了ICP-AES测定316NG不锈钢中铈含量的门径,门径聪颖度、精密度、准确度高,可空隙316NG不锈钢中痕量铈的检测要求。但基体铁元素对铈的分析影响较大,必须研究基体效应的排斥,而共存元素铬、镍、钼不存在插手。

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