卞大勇

（天津华北地质勘察局，天津 300000）

锡在钢中部分形成固溶体，降低冲击值和冲拉性能，引起钢的脆性。作为有害杂质元素，主要来源于原料。在钢中的含量一般不超过0.1%，即使很少量的锡，也会对钢产生不利影响。因此准确测定锡对钢的工艺性能研究有很大作用。由于锡的含量不高给化学分析带来了很大困难；微量硼在钢中可增强钢的淬透性，提高钢的强度，耐磨性。近年来，越来越多的钢种通过添加硼来改善钢的性能，因此准确快速分析钢中硼的含量也越来越被人们重视。同时，现在一些应用电感藕合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）测定钢中的锡和硼的方法大多采用基体匹配法消除元素干扰。这就要求准确知道样品的干扰元素含量，较为繁琐，尤其在需要测定多个样品时，会有很大的困难。然而，用元素干扰校正程序IEC可以很方便的解决这个问题。

1 仪器与试剂

1.1 仪器反仪器条件

美国PE公司生产的OPTIMA 8000电感耦合等离子体发射光谱仪。高频频率40MHZ；功率1.3kW；冷却气流量15L/min；辅助气流量0.2L/min载气流量0.8L/min；溶液提升量1.5mL/min；观察高度15mm；预燃时间 15s；积分时间 10s；延迟时间30s。

1.2 试剂

硝酸（分析纯）盐酸（分析纯）、高氯酸（分析纯）、水:蒸馏水。

铁标准储备液（ρ=2mg/mL）：称2.8595g预先在600℃灼烧1h并于干燥器中冷却至室温的三氧化铁置于烧杯中，加入100mL（1+1）盐酸，低温加热溶解，冷却，移入1000mL容量瓶中，定容，摇匀。

锡储备液（ρ=100 μg/mL）：称取高纯锡（纯度99.99%）0.1000g于烧杯中，加入10mL盐酸，加热溶解，冷却。移入1000mL容量瓶中，以盐酸（1+9）定容，摇匀。

硼储备液（ρ=100 μg/mL）：称取硼酸（纯度 99.99%）0.5719g于聚四氟乙烯烧杯中，用水溶解后移入1000mL聚四氟乙容量瓶中，以水定容，摇匀。

硼标准工作液（ρ=5 μg/mL）：分取 5mL 硼储备液与100mL聚四氟乙容量瓶中，以水定容，摇匀。

2 实验步骤

2.1 准确称取0.1000 g（精确至0.0002 g）试样小心置于100 mL聚四氟乙烯烧杯中（随同做空白试验），加10 mL水，加入5 mL硝酸，置于电炉盘上低温加热至停止冒泡。加5 mL盐酸，继续低温加热至完全分解（如有不溶物，加5 mL高氯酸，加热至冒高氯酸烟3～5 min，但硼不能用此溶液测定）。取下，冷却。加入10 mL水，5 mL硝酸，5 mL盐酸加热溶解盐类。取下并冷却至室温后，用水定容于100 mL聚四氟乙烯容量瓶中。摇匀待测。

2.2 锡曲线：分别分取0 mL,1 mL,2 mL,4 mL锡储备液与100mL容量瓶中，以盐酸（1+9）定容，摇匀。现用现配。

2.3 硼曲线：分别分取0mL,1mL,2mL,4mL硼工作液于100mL聚四氟乙烯容量瓶中，以水定容，摇匀。

2.4 在选定的仪器条件和波长下，用ICP-AES测定样品（应用元素干扰校正程序IEC消除元素干扰）。

3 结构与讨论

3.1 谱线选择

在锡的可选的4条谱线中，235.485 nm谱线受铁、镍谱线的干扰，242.170 nm谱线受铁、锰谱线的干扰，283.998 nm谱线受铝、铁、镍、钛等谱线的干扰，189.927 nm谱线干扰最小。故本文选用189.927 nm作为分析线谱线；在硼的可选的4条谱线中，249.677 nm和249.772 nm，干扰较大；208.957 nm和208.889 nm，干扰较小,且208.957 nm比208.889 nm的检出线低。故本文选用208.957 nm作为分析线。

3.2 精密度试验

称取同一钢试样分别进行11次独立实验和分析测定，对11次结果计算其相对标准偏差，数据如表1（0.1000g样品定容于100mL容量瓶中）。

3.3 准确度试验

本文采用测量数据与国家标准样品值对照来验证其准确度。数据如下（锡国家标样值%：0.097%；硼国家标样值%：0.0031%）。

表1

表2

3.4 干扰试验

铁的干扰：由于钢中铁是主要元素，且铁对锡和硼的谱线干扰较为明显。而一般采用的基体匹配法消除干扰，得先准确测定干扰元素的含量，然后再按干扰元素含量匹配，较为繁琐。尤其不适合大批量样品的应用测试，因为每个样品的干扰元素含量均不同。所以本文采用ICP-AES中的干扰元素校正程序IEC对铁的干扰加以消除。可以省去不必要的实验步骤，方便快捷。

4 结论

本文以硝酸、盐酸溶解样品。电感耦合等离子体发射光谱仪，测定钢中的元素锡和硼。运用了干扰元素校正程序IEC，替代基体匹配法，消除元素干扰，方便快捷，可操作性更强。实验结果表明，锡的测定值与国家标样值基本吻合，相对标准偏差（RSD）（N=11):0.26%；硼的测定值与国家标样值基本吻合，相对标准偏差（RSD）（N=11):8.86%。数据较为理想。