一种氟盐中氧含量的测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种氟盐中氧含量的测试方法，其包括下述步骤：采用惰性气体熔融法，对待测样品进行去卤素操作后检测氟盐中氧含量，其中用氟化锂单晶作为标准样品，待测样品的制备和测试过程不接触空气。本发明的测试方法是氧的绝对测定方法，测试样品用量少，检测限低，测定范围宽，测试精度高，偏差低，可防止氟盐制样过程中吸水或氧化，并可解决样品加热中产生的含卤素挥发物腐蚀仪器的问题。
【专利说明】一种氟盐中氧含量的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种氟盐中氧含量的测试方法。
【背景技术】
[0002] 无机盐及其熔体，因具有热容大、传热快、流动性好、使用温度范围宽、对物质有较 高的溶解能力等优点，可被广泛用作传热和化学反应介质。在化工，电解金属，稀有贵重金 属冶炼，三废处理，太阳能、氢能和核能等新兴能源等领域有特殊的应用前景。
[0003] 然而，纯度不高的无机盐对结构材料的腐蚀性较强，这是限制其应用的主要因素 之一。以氟熔盐为例，几百ppm的氧杂质，即会显著加强其腐蚀性。较高的氧含量尤其限制 了氟盐在核能和低含氧量金属材料制备中的应用，因此，氧含量是评估单一组分氟盐，以及 多元氟熔盐质量的重要指标之一。寻找精确测定氟盐中低氧含量的测定方法，是目前急需 解决的问题。
[0004] 目前，测定氟盐氧含量的方法有氢氟化法、KBrF4法、电化学法、光谱法等，然而，如 表1所示，从所需样品量、测量下限、测量重现性和单次测量所需时间等因素比较可见，唯 有惰性气体熔融法可以满足氟盐样品的测试要求。
[0005] 惰性气体熔融法，目前是测定金属材料的氧含量的标准方法（参照《GB/ T11261-2006》钢铁氧含量的测定，脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法；或者《YS/ T539. 13-2009》镍基合金粉化学分析方法，第13部分，氧量的测定，脉冲加热惰气熔融-红 外线吸收法）。
[0006] 惰性气体熔融法通常面向金属样品，然而，氟盐样品与钢铁样品存在区别：
[0007] 首先，钢铁样品的熔点约为1500°C左右，而氟盐样品的熔点一般在1000°C以下， 若在钢样的测试条件下测定氟盐样品，会造成样品剧烈挥发，堵塞尾气管道。其次，钢铁样 品传热好，在高温下会均匀地吸热并释放出氧元素，而氟盐样品传热不好，研磨成粉末利于 其均匀地吸热并释放出氧元素。再次，钢铁样品通常暴露于大气，而氟盐样品的吸水性很 强，制样时须采取一定的隔氧手段。然后，钢铁挥发对于仪器寿命和测试结果没有影响，而 氟盐挥发则相反，因此，须选取一定的测试功率，并且，在保证测定精度的前提下，氟盐使用 量越少越好。
[0008] 表 1
[0009]
【权利要求】
1. 一种氟盐中氧含量的测试方法，其包括下述步骤：采用惰性气体熔融法，对待测样 品进行去卤素操作后检测氟盐中氧含量，其中用氟化锂单晶作为标准样品，待测样品的制 备和测试过程不接触空气。
2. 如权利要求1所述的测试方法，其特征在于：其具体包括下述步骤： (1) 制样：将待测样品在惰性气体保护下，研磨成粉末状，再以软质胶囊包裹并封口； (2) 获得标准曲线：使用氧分析仪，以钢样标定所述的标准样品，再以所述的标准样品 获得标准曲线； ⑶样品测试：取待测样品，放入与步骤⑵相同的氧分析仪中，进行氧含量测试，得氧 含量测定值； 其中，所述的氧分析仪带有卤素捕集器，所述的卤素捕集器装在所述的氧分析仪的加 热室与C0X检测器之间；其中，X为1或2 ;步骤（2)和（3)在惰性气体保护下进行。
3. 如权利要求2所述的测试方法，其特征在于：步骤⑵和⑶中，所述的氧分析仪的 加热温度设定为1000-1800°C。
4. 如权利要求2所述的测试方法，其特征在于：步骤（1)中，所述的制样包括以下步 骤：在惰性气氛保护下，用软质胶囊包裹粉末状的氟盐〇. 1?〇. 2g并封口，得到待测样品。
5. 如权利要求2或4所述的测试方法，其特征在于：步骤（1)中，所述的待测样品为氟 盐，所述的氟盐优选氟化钠、氟化钾、氟化锂、氟化铍、氟化钙和氟化镁中的一种或多种；和 /或，所述的氟盐中的氧含量在10?10 4ppm。
6. 如权利要求2所述的测试方法，其特征在于：步骤（1)中，所述的惰性气体为氩气； 所述的软质胶囊为胶丸状锡囊或胶丸状镍囊；所述的胶丸状锡囊为质量百分含量大于或等 于99. 99%的锡囊，所述的锡囊中锡的厚度为0. 7_?0. 8mm ;所述的胶丸状锡囊的形状优 选一端开口的胶丸状；所述的锡囊中氧含量值为20?40ppm。
7. 如权利要求2所述的测试方法，其特征在于：步骤（3)中，在进行样品测试前，先进 行本底测试。
8. 如权利要求2所述的测试方法，其特征在于：步骤⑶中，所述的测试在高温石墨坩 埚中进行；所述的高温石墨坩埚的灼烧功率优选4000W?5000W ;所述的高温石墨坩埚优 选采用下述步骤处理：取石墨坩埚，在惰性气体保护下反复灼烧，除去石墨坩埚表面吸附的 氧；所述的反复灼烧的次数优选三次。
9. 如权利要求2所述的测试方法，其特征在于：步骤（3)中，所述的测试时的测试功率 为 2000W ?3500W。
10. 如权利要求2所述的测试方法，其特征在于：步骤⑶中，所述的测试方法具体包 括以下步骤：取待测样品，放入所述的氧分析仪的装样口中，待测样品在惰性气体保护下， 自动落入所述的高温石墨坩埚；设置测试功率，仪器运行后产生高温，使待测样品中的氧元 素与高温石墨坩埚表面逸出的碳反应，生成CO x气体，所有气态产物经卤素捕集器，随惰性 气体一起进入红外检测器；计算机程序对COx检测器信号进行处理，并且扣除本底后，得出 待测样品的氧含量值。
【文档编号】G01N21/3504GK104089917SQ201410184920
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】赵素芳, 李明广, 谢雷东, 汪洋, 苏兴治 申请人:中国科学院上海应用物理研究所