一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法与流程

本发明涉及一种钌、铼含量的测定方法，尤其涉及一种可以同时测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法。

背景技术：

1、硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。铼、钌等高温金属元素由于与钴有着良好的固溶强化作用，而被普遍认为是解决硬质合金耐高温问题的最佳解决方案。在硬质合金中加入ru、re两种元素可以提升硬质合金的抗裂纹扩展能力。现有的硬质合金检测国标和公开报道的化学相关文献无硬质合金中钌、铼含量的测定方法。其他行业产品中的钌含量检测方法采用的化学试剂、测试采用的参数与不同、不能满足硬质合金的检测需求，且相关文献只针对单个钌元素的检测，未见有同时测定钌、铼含量的方法。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，本发明提供了一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，可以对多个硬质合金样品中的钌、铼元素含量同时进行检验，检测准确度、精度高，可以满足硬质合金生产过程检测、质量管控的要求。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，包括如下步骤：

3、步骤一，事先准备不同浓度的钌、铼标准溶液；

4、步骤二，采用电感耦合等离子体发射光谱仪逐一测定不同浓度的校准溶液中铼元素和钌元素的特征光谱强度，建立特征光谱强度与钌浓度的校准曲线以及特征光谱强度与铼浓度的校准曲线；

5、步骤三，将硬质合金样品与酸性试剂进行化学反应，得到待检测溶液；

6、步骤四，采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定待检测液中铼元素和钌元素的特征光谱强度，并根据步骤二得到的校准曲线，找出对应的钌元素浓度和铼元素浓度，计算钌、铼的含量。

7、优选的，步骤一所述的校准溶液制备过程为：分别向多份高纯钨加入钴基体和酸性试剂，得到多份基体溶液；再向多份基体溶液分别加入不同浓度的铼、钌标准溶液，得到多份铼、钌含量不同的校准溶液；测定浓度采用内标法，钌、铼的校准溶液浓度分别为0ug/ml、5ug/ml、10ug/ml、10ug/ml、15ug/ml，其中有一份10ug/ml作为样品的内标进行使用。

8、优选的，所述待检测溶液的获取过程为：硬质合金样品与酸性试剂在加热条件下进行化学反应；加热采用电加热炉，工作参数为：电压200v，时间45min，从打开电加热炉开始计算时间；所用硝酸液、氢氟酸液的体积与所述待检测样品的质量的比值为10:3:0.1(毫升比克)；待检测样品的质量与所述高纯钨的质量比为10:9。

9、优选的，所述酸性试剂为氢氟酸-硝酸复合酸液，其中，氢氟酸为分析纯，硝酸为优级纯；氢氟酸-硝酸复合酸液中，水、氢氟酸液、硝酸液的体积比为30:3:10；所用氢氟酸-硝酸复合酸液中氢氟酸的质量百分比含量为12％-16％，硝酸的质量百分比含量为5％-9％。

10、优选的，步骤二所述的建立特征光谱强度与钌浓度的校准曲线以及特征光谱强度与铼浓度的校准曲线，具体为：采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定多份校准溶液中铼元素和钌元素的特征光谱强度，并通过计算机输入多份校准溶液中各自的特征光谱强度值以及与其对应的铼、钌浓度值，得到铼、钌元素的特征光谱强度与浓度的校准曲线。

11、优选的，步骤四中计算待检测液中钌、铼元素含量的具体过程为：采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定待检测液中钌、铼元素的特征光谱强度，并将该强度值输入计算机，计算机基于校准曲线计算与该强度值对应的浓度值，从而得到待检测液中铼、钌元素的含量；钌、铼含量的检测限为0.02％。

12、优选的，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率为1150，辅助气气流量为0.5l/min，雾化气流量为0.48l/min，蠕动泵泵速50rpm，垂直观测高度为9mm，泵稳定时间为5s，最大积分时间为30s。

13、优选的，钌、铼含量的计算公式为：ru(re)％＝ρ×v×10－4/m，其中，ρ为从校准曲线上算得试液的质量浓度，单位为ug/ml；v为试液的体积，单位为ml；m为试样量，单位为g。

14、优选的，获得待检测液、基体溶液以及校准溶液时，均需要利用高纯水进行定容并摇匀。

15、优选的，电感耦合等离子体发射光谱仪测定钌的特征光谱强度时，最佳波长为240.2nm；电感耦合等离子体发射光谱仪测定铼的特征光谱强度时，最佳波长为227.5nm。。

16、与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

17、(1)本发明可同时测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，检测效率更高、方法更便捷；

18、(2)本专利采用将硬质合金样品与硝酸、氢氟酸混合酸进行化学反应后，使得硬质合金样品完全溶解，得到需要的待检测液；

19、(3)本发明向多份高纯钨加入钴基体和硝酸、氢氟酸混合酸进行化学反应，得到多份基体溶液，解决了基体效应的问题，匹配了合适的基体，使结果准确性提高；

20、(4)本发明提供了电感耦合等离子体发射光谱仪测定钌、铼元素的特征光谱的最佳波长：

21、测定钌元素的最佳波长为240.2nm，测定铼元素的最佳波长为227.5nm。

22、以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不局限于以下实施例。

技术特征：

1.一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，步骤一所述的校准溶液制备过程为：分别向多份高纯钨加入钴基体和酸性试剂，得到多份基体溶液；再向多份基体溶液分别加入不同浓度的铼、钌标准溶液，得到多份铼、钌含量不同的校准溶液；测定浓度采用内标法，钌、铼的校准溶液浓度分别为0ug/ml、5ug/ml、10ug/ml、10ug/ml、15ug/ml，其中有一份10ug/ml作为样品的内标进行使用。

3.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，所述待检测溶液的获取过程为：硬质合金样品与酸性试剂在加热条件下进行化学反应；加热采用电加热炉，工作参数为：电压200v，时间45min，从打开电加热炉开始计算时间；所用硝酸液、氢氟酸液的体积与所述待检测样品的质量的比值为10:3:0.1(毫升比克)；待检测样品的质量与所述高纯钨的质量比为10:9。

4.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，所述酸性试剂为氢氟酸-硝酸复合酸液，其中，氢氟酸为分析纯，硝酸为优级纯；氢氟酸-硝酸复合酸液中，水、氢氟酸液、硝酸液的体积比为30:3:10；所用氢氟酸-硝酸复合酸液中氢氟酸的质量百分比含量为12％-16％，硝酸的质量百分比含量为5％-9％。

5.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，步骤二所述的建立特征光谱强度与钌浓度的校准曲线以及特征光谱强度与铼浓度的校准曲线，具体为：采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定多份校准溶液中铼元素和钌元素的特征光谱强度，并通过计算机输入多份校准溶液中各自的特征光谱强度值以及与其对应的铼、钌浓度值，得到铼、钌元素的特征光谱强度与浓度的校准曲线。

6.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，步骤四中计算待检测液中钌、铼元素含量的具体过程为：采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定待检测液中钌、铼元素的特征光谱强度，并将该强度值输入计算机，计算机基于校准曲线计算与该强度值对应的浓度值，从而得到待检测液中铼、钌元素的含量；钌、铼含量的检测限为0.02％。

7.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，电感耦合等离子体发射光谱仪的工作参数如下：射频功率为1150，辅助气气流量为0.5l/min，雾化气流量为0.48l/min，蠕动泵泵速50rpm，垂直观测高度为9mm，泵稳定时间为5s，最大积分时间为30s。

8.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，钌、铼含量的计算公式为：ru(re)％＝ρ×v×10－4/m，其中，ρ为从校准曲线上算得试液的质量浓度，单位为ug/ml；v为试液的体积，单位为ml；m为试样量，单位为g。

9.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，获得待检测液、基体溶液以及校准溶液时，均需要利用高纯水进行定容并摇匀。

10.根据权利要求1所述的一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，电感耦合等离子体发射光谱仪测定钌的特征光谱强度时，最佳波长为240.2nm；电感耦合等离子体发射光谱仪测定铼的特征光谱强度时，最佳波长为227.5nm。

技术总结
本发明公开了一种测定硬质合金样品中钌、铼含量的方法，采用硝酸和氢氟酸混合酸将硬质合金样品彻底溶解为液体，再采用电感耦合等离子体发射光谱仪(即ICP‑OES)进行有效测试；通过匹配合适的基体，解决了钨、钴基体效应的问题，使结果准确性提高；提供了电感耦合等离子体发射光谱仪测定钌、铼元素的特征光谱的最佳波长。本发明的检测方法，检测简捷，检验结果准确度、精密度高，并且填补了现有技术存在的空白，能够满足工业生产中对硬质合金样品的检测需求。

技术研发人员：张淑彬,张宝龙,邹建平,杨会珍,易辉平,黄慧珊
受保护的技术使用者：厦门金鹭特种合金有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13