摘要:
将纯钽及纯钽制品完全转化成氧化物，按一定比例与载体混合，直流电弧阳极激发，梯光栅和棱镜色散系统进行分光，选择特征谱线由检测器进行信号接收，由计算机进行数据转换和处理。用直流电弧光谱法测定钽中钼元素，方法线性范围5~440 μg/g，并建立了作业指导流程，该法可完全满足生产过程分析工作的快速和准确度需求。
Abstract:
The pure tantalum and pure tantalum products are converted into oxides completely, and it was mixed with the carrier material in a certain proportion, and stimulated by the DC anode arc. The split light is developed by using the ladder grating and the prism dispersion system. The selected spectral line is received by the detector, and the data are converted and processed by a computer. The DC arc spectroscopy was used to determine the molybdenum element in tantalum, and the linear range of the method was 5 - 440 μg/g, and an operation instruction was established, this method can fully meet the needs of speed and accuracy during the production process analysis.
1. 引言
直流电弧光谱法应用于金属元素钽(Ta)等元素的分析测量已有广泛报道 [1] [2] [3]，虽然原子吸收或ICP原子发射光谱仪能够很好的满足液体样品的分析要求，但是对于某些复杂的样品，很难将其消解成溶液状态，例如陶瓷和其它一些类似石墨的材料，还有一些样品，例如高纯铜和一些贵金属，消解后分析元素的含量将被稀释到检出限以下，这使得溶液状态下的检测非常困难，另外，消解过程还可能带入一些来自于化学试剂和消解过程中的污染 [4]。直流电弧光谱仪可直接对粉末状、线状和屑状样品进行分析，无须消解和稀释，因此可以实现很高的灵敏度，通常对于固体材料的检出限小于1个ppm，可快速提供定量和半定量分析，为某些固体材料和高纯金属如氧化钨、碳化硅、陶瓷等复杂样品的分析提供了最佳解决方案 [4]。本研究采用固体粉末进样，先将纯钽及纯钽制品完全转化成氧化物，然后按一定比例与载体混合，再进行分析测定，克服了传统分析方法中存在的样品分解不完全、空白高、元素易挥发、稀释效应等缺点，本方法仪器操作简单，工作效率高，分析结果准确，精密度好，是具有实用性的分析方法。
2. 实验部分
2.1. 主要仪器及操作
BAIRD：美国贝尔德公司DV-5直流电弧光谱仪。
电极：光谱纯，上电极(上顶Φ6 mm，下顶Φ2 mm)；下电极(Φ3 × h4) mm杯型。
2.2. 主要试剂材料及要求
五氧化二钽：大于99.99%，由钽粉在850℃ ± 10℃下灼烧制得基体。
氧化钼：大于99.99%。
碳粉(或石墨粉)：光谱纯。
钯内标溶液配制：称取0.25 g金属钯置于小烧杯中，加入40 ml王水，钯完全溶解后移入100 ml容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀，此溶液1 ml含2.5 g钯。
2.3. 测定条件
摄谱仪：BAIRD DV-5型光电直读光谱仪。
光源：Zeebac电源电压220 V。
电流：18 A，直流电弧阳极激发，电极距离3 mm (上1 mm，下2 mm)。
曝光时间：35 s；相对湿度：20%~75%；温度：20℃~28℃。
钼元素分析线波长281.6 nm，内标线Ta271.4。
2.4. 标样制备
在五氧化二钽中加入计算好的氧化钼的量，制备成主标样，用基体逐步稀释成所需标样系列，标样系列按样品与载体3:1比例配制。把此标样放入研钵中磨制，磨匀后装入下电极中，以备摄谱 [5]。
2.5. 工作曲线绘制
依次激发标样，计算机依据光强–浓度关系绘制工作曲线。绘制的工作曲线见图1。
Figure 1. Working curve of molybdenum in tantalum
图1. 钽中钼工作曲线
3. 实验结果与讨论
3.1. 结果对照(见表1)
Table 1. Comparison of two test methods
表1. 两种方法对照试验(μg/g)
由以上数据看出两种方法测定数据吻合度较好，表明该法的准确度较高。
3.2. 精密度实验
对5 μg/g的标准样品连续测定11次，测定结果见表2。
从数据看出，钽中Mo元素的测定结果精密度可以满足要求。
3.3. 加标回收实验
称取几份钽中钼样品，在样品中加入一定量的钼标，进行样品的处理和分析，其回收率如表3所示。
Table 3. Statistics of the results of the spike recovery experiment
表3. 加标回收实验结果统计
从上表看出，Mo元素的加标回收率在96%~106%之间，准确度好。
3.4. 方法的检出限及测定下限确定
多次测定基体空白，并根据仪器的性能、基体空白、实验干扰情况综合考虑，决定实际的测定下限，结果见表4。
Table 4. Limit of detection and limit of determination
表4. 检出限及测定下限
4. 结论
通过探索基体匹配以及实验不同设备在测定钽中钼元素测定下限的方式方法研究，建立了DV-5型光电直读光谱仪测定钽中钼元素测定下限的方法。经过对样品分析表明，杂质元素的加标回收率在96%~106%，RSD < 4.18%，准确度和精密度好，能够满足分析需求，可达到分析目标。
NOTES
*通讯作者。