ICS 77.080.01 H 11 中华人民共和国国家标准 GB/T 223.87—2018 钢铁及合金 钙和镁含量的测定 电感耦合等离子体质谱法 Iron, steel and alloyDetermination of calcium and magnesium Inductively coupled plasma mass spectrometric method 2019-02-01实施 2018-05-14发布 国家市场监督管理总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 223.87—2018 前言 本部分为GB/T223的第87部分 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由中国钢铁工业协会提出。 本部分由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本部分起草单位：鞍钢股份有限公司、钢铁研究总院、武汉钢铁（集团）公司、攀钢集团研究院有限公 司、中信锦州金属股份有限公司、河钢股份有限公司、山西太钢不锈钢股份有限公司。 本部分主要起草人：于媛君、亢德华、王铁、罗倩华、王海丹。 1 GB/T 223.87—2018 钢铁及合金钙和镁含量的测定 电感耦合等离子体质谱法 1范围 GB/T223的本部分规定了用电感耦合等离子体质谱法测定钙和镁含量的方法。 本部分适用于钢铁及合金中质量分数为0.0002%~0.0035%的钙和0.0003%~0.05%的镁含量 的测定。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T6379.1测试方法与结果的准确度（正确度和精密度）第1部分：总则与定义（GB/T6379.1- 2004,ISO5725-1:1994,IDT) GB/T6379.2测试方法与结果的准确度（正确度和精密度）第2部分：确定标准测量方法的重 复性和再现性的基本方法（GB/T6379.2-2004，ISO5725-2：1994，IDT） GB/T12806实验室玻璃仪器单标线容量瓶（GB/T12806—2011,ISO1042:1998.NEQ） GB/T12808实验室玻璃仪器单标线吸量管 GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法（GB/T20066—2006,ISO14284： 1996,IDT) 3原理 导人电感耦合等离子质谱仪。用电感耦合等离子质谱仪同时测量元素的质谱信号强度。 校准空白和校准溶液与被测样品中的主量元素以及试料分解用酸进行基体匹配。使用内标补偿仪 器漂移和基体效应。 4试剂 及GB/T6682中规定的一级水。如不能满足要求，应使用酸提纯装置（5.3）提纯试剂。 4.1盐酸,p=1.19g/mL。 4.2硝酸,p=1.42g/mL。 4.3氢氟酸,p=1.19g/mL。 4.4高氯酸，p=1.67g/mL。 4.5钙标准储备液，1000μg/mL 1 GB/T223.87—2018 400mL烧杯中，加人100mL盐酸（1十1）溶解，冷却后移人1000mL容量瓶中。用水稀释至刻度， 混匀。 此溶液1mL含1000μg钙。 4.6镁标准储备液，1000μg/mL 称取1.6582g经850℃灼烧30min并在干燥器中冷却至室温的氧化镁（质量分数≥99.99%），置 于400mL烧杯中，加人100mL盐酸（1十1），加热溶解后，冷却至室温，移人1000mL容量瓶中，用水 稀释至刻度，混匀。 此溶液1mL含1000μg镁。 4.7钙和镁混合标准溶液 4.7.1钙和镁混合标准溶液，100g/mL (4.1)用水稀释至刻度，混匀。 此溶液1mL含100.0μg钙和镁。 4.7.2钙和镁混合标准溶液，10μg/mL 移取10mL钙和镁混合标准溶液（4.7.1)置于100mL容量瓶中，加10mL盐酸（4.1），用水稀释至 刻度，混匀。 此溶液1mL含10.0μg钙和镁。 4.7.3钙和镁混合标准溶液，1μgml 移取10mL钙和镁混合标准溶液（4.7.2）置于100mL容量瓶中，加10mL盐酸（4.1），用水稀释至 刻度，混匀。 此溶液1mL含1.0μg钙和镁。 4.8内标溶液 4.8.1标准储备液，1000μg/mL 称取1.5338g预先在800℃灼烧过1h并冷却至室温的三氧化二（质量分数≥99.99%），置于 400mL烧杯中，加100mL硝酸（1+1），滴加过氧化氢至完全溶解。煮沸赶尽过氧化氢，冷却至室温， 移入1000mL容量瓶中，加100mL硝酸（1十1），用水稀释至刻度，混匀。 此溶液1 mL 含 1 000 μg。 4.8.2内标溶液，10.0μg/mL 移取10mL标准储备液（4.8.1)置于1000mL容量瓶中，加100mL硝酸（1+1），用水稀释至刻 度，混匀。 此溶液1mL含10.0μg。 4.8.3内标溶液，1.0μg/mL 移取10mL内标溶液（4.8.2）置于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。 此溶液1 mL含1.0μg。 4.9 质量校正标准溶液（镁、佬、钢、铈、铅和铀） 10.0 μg/L。 4.10质谱仪清洗溶液 于500mL塑料瓶（如聚乙烯塑料）中加人约400mL水，然后加入15mL盐酸（4.1）、5mL硝酸 （4.2）和2.5mL氢氟酸（4.3），用水稀释至约500mL。 酸的质量在使用前以质谱仪扫描方式进行检查。如果相关元素峰出现，应更换或提纯酸，并重新检 查相同的元素。 4.11Fe基体溶液，10mg/mL 称取1.0g高纯铁（质量分数不小于99.9%且钙和镁的质量分数均小于0.0001%），精确至0.01g， 2 GB/T 223.87-—2018 置于250mL烧杯中。加入20mL水，10mL盐酸（4.1）和2mL硝酸（4.2），低温加热至铁屑完全溶解。 冷却，移入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混 此溶液储存于聚乙烯瓶中。 5仪器和设备 5.1实验室玻璃器血和塑料器血 包括容量瓶、单标线吸量管、表面血、石英烧杯或聚四氟乙烯烧杯、聚乙烯瓶、聚乙烯吸量管等。所 有玻璃器血和塑料容器应用盐酸（1十4)清洗，然后再用水洗净。 所有玻璃容量器皿均应符合GB/T12806和GB/T12808规定的A级。 5.2微量取液器 微量取液器量程为20μL～200μL，100μL~1000μL和1mL~5mL。 5.3酸提纯装置 酸提纯装置包括红外光源、高纯聚乙烯罐、瓶及固定装置。以亚沸蒸馏原理进行酸的提纯，获得被 测元素质量分数低于0.0001%的二次提纯酸 5.4电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS) 5.4.1基本要求 ICP-MS仪器，配备耐氢氟酸溶液雾化进样系统，可以是磁扇式ICP-MS（高分辨ICP-MS）、四极杆 ICP-MS（低分辨ICP-MS）和飞行时间ICP-MS（ICP-TOF-MS）。 按照每一类型ICP-MS手册，优化ICP-MS运行。所有三类仪器均以氩气作为工作气体。 5.4.2短期精密度 测量10次与样品溶液基体相同且钙和镁浓度为10μg/L的溶液，计算10次测量结果的标准偏差， 其相对标准偏差应不超过5%。 5.4.3检出限（LOD）和定量限（LOQ） 检出限（LOD)和定量限（LOQ）定义分别如式（1)和式（2）。 LOD=3×oXc/(X,-Xb) .(1) LOD=10XoXc./(X,-Xb) ....(2) 式中： α——测量10次空白溶液强度的标准差； X—测量10次标准溶液的平均强度； X——测量10次空白溶液的平均强度； 标准溶液的浓度，单位为微克每升（μg/L）。 SAG 6取制样 按照GB/T20066或适当的国家标准取制样。 3 GB/T223.87—2018 7试验步骤 7.1试料量 称取0.10g试料，精确至0.1mg。 7.2空白试验 随同试料作空白试验。 7.3测定 7.3.1试液的制备 对于碳钢、低合金钢样品，将试料（7.1）置于100mL石英烧杯中，加人10mL水和5mL硝酸（4.2） [高硅试样补加0.5mL氢氟酸（4.3）],加热煮沸，并驱除氮氧化物后，取下冷却，移人100mL塑料容量 瓶中，加人1.0mL内标溶液（4.8.3），用水稀释至刻度，混匀，待测。 高碳钢、合金钢样品：将试料（7.1)置于100mL石英烧杯中，加人3mL盐酸（4.1），1mLHNO （4.2），电热板加热煮沸，加入2mL高氯酸（4.4），加热，直至开始发烟，至在瓶口或杯壁上形成稳定的 高氯酸烟回流。再继续加热至白色高氯酸烟雾消失。冷却，加人3mL盐酸（4.1），1mLHNO，（4.2）， 低温加热至盐类溶解。若合金钢中有易水解元素，应加入0.5mL氢氟酸（4.3）络合。冷却，移入 100mL塑料容量瓶中，加入1.0mL内标溶液（4.8.3），用水稀释至刻度，混勾，待测。 注：也可使用微波消解系统进行试液制备，但实验室应通过条件实验，确定优化的试验方案。 7.3.2校准溶液的制备 1.00mL、2.00mL5.00mL钙和镁混合标准溶液（4.7.2）于9个100mL塑料容量瓶中，各加人10mL 铁基体溶液（4.11)和1.00mL内标溶液（4.8.3），加入与试料溶解相匹配的酸，用水稀释至刻度，混匀。 其中未加钙镁混合标准溶液的溶液为校准空白溶液。 7.3.3仪器的准备 在分析前，先点燃等离子体，按仪器说明书要求预热30min～60min，以稳定仪器，其间泵人水或 质谱仪清洗溶液（4.10）清洗雾化器和炬管。 质量校正应在每天开始测量前进行，选择元素应覆盖所测元素