專利名稱：一種azo陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物質(zhì)含量的分析方法，特別是涉及一種AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法。
背景技術(shù)：
氧化物透明導電薄膜簡稱TC0，主要有In、Sb、Zn和Cd的氧化物及其復合多元氧化物薄膜材料，其中以錫摻氧化銦薄膜(IT0)為代表，具有禁帶寬、可見光譜區(qū)透射率高和電阻率低等綜合光電性能。近年來，隨著氧化鋅薄膜的研究的不斷深入，鋁摻氧化鋅薄膜(AZO)具有與ITO薄膜相媲美的光電心里，以及成本低和在氫等離子體中穩(wěn)定性等優(yōu)點被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ腡CO薄膜材料之一。其中，氧化鋁的摻雜含量在0 5wt%范圍內(nèi)。
對AZO靶材中氧化鋅與氧化鋁含量的測定，是AZO靶材生產(chǎn)企業(yè)進行產(chǎn)品質(zhì)量控制的必要手段。氧化鋅與氧化鋁含量的測定除了可以用EDS、XRF儀器進行分析外，氧化鋅與氧化鋁的測定可采用EDTA絡(luò)合滴定法，而在原國家標準電子玻璃中氧化鋅與氧化鋁的含量測定方法中，由于PAN在使用過程中會出現(xiàn)僵化現(xiàn)象，滴定終點突變不明顯，導致終點判定困難。此外，AZO靶材中氧化鋅與氧化鋁的含量相差懸殊，使用原標準中的連續(xù)滴定法，無法準確定量測定。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供一種設(shè)備投入少、操作過程簡單、測量的準確性高、重復性好、能滿足AZO靶材生產(chǎn)中品質(zhì)檢測需要的AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，包括如下步驟
一是標準溶液的標定
其中Cu2+標液標定吸取5ml EDTA標準溶液于250ml錐形瓶中，加入IOml pH值為4. 3的緩沖溶液，加5滴PAN指示劑，以Cu2+標液滴定，至溶液由黃變綠，加入IOml乙醇，繼續(xù)滴定至紫紅色，記錄讀數(shù)V1 ；
按下式計算Cu2+標液對EDTA標液的換算系數(shù)k
5
Jt = —(I)
r I
式中V\—Cu2+標液的體積，ml ； k一Cu2+標液對EDTA標液的換算系數(shù)；
其中Zn2+標液的標定吸取5ml Zn2+標液于250ml錐形瓶中，加入IOml EDTA溶液，加對硝基酚指示劑一滴，先用1+1氨水調(diào)至黃色，再用1+1鹽酸調(diào)至無色并過量3滴，加入15ml緩沖溶液，加PAN指示劑10滴,用Cu2+標液滴定,近終點時加入IOml乙醇,繼續(xù)滴定至紫紅色，記錄讀數(shù)V2 ;按下式計算滴定度5x0,9999
r _ IQ kV7(3)
式中TM — EDTA標準溶液對氧化鋅的滴定度，mg/ml ；
V2-Zn2+消耗Cu2+標液體積，ml ； 其中Al3+標液的標定吸取5ml Al3+標液于250ml錐形瓶中，加入IOml EDTA溶液，力口對硝基酚指示劑一滴，用氨水滴至黃色，再用鹽酸調(diào)至無色并過量3滴，加熱煮沸3min，加A IOml緩沖溶液，10滴PAN指示劑，趁熱用Cu2+標液滴定過量的EDTA，近終點加入IOml乙醇，繼續(xù)滴定至紫紅色，不計體積數(shù)；加入Ig氟化銨，搖動，加熱煮沸2min,使與Al3+絡(luò)合的EDTA釋放出來，溶液又變成綠色，補加5ml緩沖溶液與3滴PAN指示劑，再用Cu2+標液滴定至紫紅色，記錄讀數(shù)V3 ;按下式計算滴定度
T 5x1
(2)
式中— EDTA標準溶液對氧化鋁的滴定度，mg/ml ；
V3-Al3+消耗Cu2+標液體積，ml ；
二是AZO陶瓷靶材試樣中氧化鋅與氧化鋁含量的測定將AZO陶瓷靶材試樣經(jīng)鹽酸和硝酸的混合酸溶液微波消解后配制成試液，采用兩份試液分開滴定進行氧化鋅和氧化鋁含量的滴定測量；第一份試液用于氧化鋅含量測量時，加入過量的EDTA與鋅離子絡(luò)合，以氟化銨掩蔽鋁離子，加入緩沖溶液，以PAN為指示劑，通過添加表面活性劑增加指示劑PAN的溶解度，用Cu2+標液滴定過量的EDTA，使用滴定終點時Cu2+標液滴定體積數(shù)計算氧化鋅的含量；第二份試液用于氧化鋁含量測量時，加入過量的EDTA煮沸處理，調(diào)節(jié)pH值，使鋁離子和鋅離子與EDTA完全絡(luò)合，加入緩沖溶液，用Cu2+標液滴定剩余的EDTA后，加入氟化銨掩蔽鋁離子，置換出與鋁離子絡(luò)合的EDTA，再用Cu2+標液置換滴定析出與鋁含量相當?shù)腅DTA，使用滴定終點時Cu2+標液滴定體積數(shù)計算氧化鋁的含量。所述的緩沖溶液為pH值是4. 3的乙酸鈉溶液。所述的滴定指示劑PAN溶液中添加的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、TritonX-100、吐溫80、0P乳化劑中的一種或多種聯(lián)合使指示劑PAN的溶解度增加與滴定終點變色明顯。所述的銅標液與EDTA標液的摩爾比為M0^Medta=I : 4。所述酸堿指示劑為對硝基酚。所述PAN指示劑溶液中添加的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉與TritonX-100濃度為10 50g I71，吐溫80與OP乳化劑為10% 30%。所述的PAN指示劑溶液使用乙醇與水混合溶劑，其中Vis =V*=5 3:1。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明在原有標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合AZO靶材中氧化鋅與氧化鋁含量相差懸殊的實際情況，對靶材中氧化鋅與氧化鋁含量分別測定，并采用表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉、吐溫80、0P乳化劑、TritonX-100中的一種或一種以上聯(lián)合使用作為增敏，使指示劑終點突變敏銳、準確度高，測定結(jié)果準確穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。


圖I為本發(fā)明所述驗證試驗數(shù)據(jù)表。圖2為本發(fā)明所述重復性實驗數(shù)據(jù)表。圖3為本發(fā)明所述精密度試驗結(jié)果表。圖4為本發(fā)明的操作流程方框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明。參見圖4，一種AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，包括如下步驟 標準溶液的標定 步驟一是Cu2+標液標定吸取5ml EDTA標準溶液于250ml錐形瓶中，加入IOml pH值為4. 3的緩沖溶液，加5滴PAN指示劑，以Cu2+標液滴定，至溶液由黃變綠，加入IOml乙醇，繼續(xù)滴定至紫紅色，記錄讀數(shù)V1 ；
按下式計算Cu2+標液對EDTA標液的換算系數(shù)k
^ 5
k =(I)
^ I
式中V\—Cu2+標液的體積，ml ； k一Cu2+標液對EDTA標液的換算系數(shù)；
步驟二是Zn2+標液的標定吸取5ml Zn2+標液于250ml錐形瓶中，加入IOml EDTA溶液，加對硝基酚指示劑一滴，先用1+1氨水調(diào)至黃色，再用1+1鹽酸調(diào)至無色并過量3滴，加A 15ml緩沖溶液,加PAN指示劑10滴,用Cu2+標液滴定,近終點時加入IOml乙醇,繼續(xù)滴定至紫紅色，記錄讀數(shù)\ ;按下式計算滴定度
_ 5x0.9999
T —--(3)
-10 —R、)
式中TM — EDTA標準溶液對氧化鋅的滴定度，mg/ml ；
V2-Zn2+消耗Cu2+標液體積，ml ；
步驟三是Al3+標液的標定吸取5ml Al3+標液于250ml錐形瓶中，加入IOml EDTA溶液，加對硝基酚指示劑一滴，用氨水滴至黃色，再用鹽酸調(diào)至無色并過量3滴，加熱煮沸3min，加入IOml緩沖溶液，10滴PAN指示劑，趁熱用Cu2+標液滴定過量的EDTA，近終點加入IOml乙醇，繼續(xù)滴定至紫紅色，不計體積數(shù)；加入Ig氟化銨，搖動，加熱煮沸2min,使與Al3+絡(luò)合的EDTA釋放出來，溶液又變成綠色，補加5ml緩沖溶液與3滴PAN指示劑，再用Cu2+標液滴定至紫紅色，記錄讀數(shù)V3 ;按下式計算滴定度
r 5x1
r-=瓦(2>
式中=Tjtw-EDTA標準溶液對氧化鋁的滴定度，mg/ml ；
V3-Al3+消耗Cu2+標液體積，ml ；
AZO陶瓷靶材試樣中氧化鋅與氧化鋁含量的測定先將AZO陶瓷靶材試樣經(jīng)鹽酸和硝酸的混合酸溶液微波消解配成試液；在第一份試液中，加入過量的EDTA與鋅離子絡(luò)合，以氟化銨掩蔽鋁離子，加入緩沖溶液，以PAN為指示劑，通過添加表面活性劑增加PAN的溶解度，用Cu2+標液滴定過量的EDTA ;在第二份試液中，加入過量的EDTA煮沸處理，調(diào)節(jié)pH值，使鋁離子和鋅離子與EDTA完全絡(luò)合，加入緩沖溶液，用Cu2+標液滴定剩余的EDTA后，加入氟化銨掩蔽鋁離子，置換出與鋁離子絡(luò)合的EDTA，再用Cu2+標液置換滴定析出與鋁含量相當?shù)腅DTA，滴定終點顏色突變明顯。所述的緩沖溶液為pH值是4. 3的乙酸-乙酸鈉。所述的PAN指示劑溶液中添加的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、吐溫80、OP乳化劑、TritonX-100中的一種或一種以上聯(lián)合使用作為增敏。 述的銅標液與EDTA標液的摩爾比為M012+ =Medta=I :4。PAN指示劑溶液中添加的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉與TritonX-100濃度為10 50g L'吐溫80與OP乳化劑為10% 30%。
PAN指示劑溶液使用乙醇與水混合溶劑，其中Vill :V水=5 3: I。實施例I I、試劑
I. I氨水(1+1):氨水水的體積比1:1 I. 2鹽酸(1+1):鹽酸水的體積比1:1
I. 3 pH為4. 3的緩沖溶液稱取無水醋酸鈉60g，溶于適量水中，加冰醋酸100ml，以水稀釋至1000ml,混合均勻,用pH計檢查。I. 4 對硝基酚0. 1%
I. 5 PAN[I-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚]:稱取0. 2gPAN、4g十二烷基苯磺酸鈉溶于IOOml的乙醇含量為60% 90%的溶液。I. 6氟化銨AR級，固體
1.7鋁標準溶液
準確稱取金屬鋁(99. 5%以上)0. 5318g于聚四氟乙烯燒杯中，加入1+1鹽酸(3. 2)50ml至溶解，冷卻至室溫，以水定容至100ml。I. 8鋅標準溶液
準確稱取鋅粒(99. 8%以上)0. 8050g，溶解于80ml鹽酸(3. 2)中，溶解完全后，冷卻到室溫，以水定容至1L，搖勻。I. 9硫酸銅標準溶液0. 005 M
稱取硫酸銅(CuSO4 5H20，99%以上)2. 5221g溶于適量水中，定容至2L。I. 10 EDTA 標準溶液0. 02 M
準確稱取乙二胺四乙酸二鈉(99%以上)15. 0400g溶于適量水中用10%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)其至pH=5，定容至2L。2鋅鋁含量滴定
準確稱取l.OOOg AZO試樣置于燒杯中，加V鹽酸V硝酸V*=1:2:3的混合酸溶液20ml，微波消解樣品，冷卻后移入250ml容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。微波消解具體程序如T IOO0C, 5min ；120°C,5 min ；140°C,5min ；200°C, 15 min。2. I標準試樣的測定
2.I. I氧化鋅含量的測定
用移液管移取25ml待測試液，移入IOOml容量瓶內(nèi)，稀釋至刻度，混勻。吸取IOml稀釋后的待測試液于250ml錐形瓶中，加入過量的EDTA標液10ml。加對硝基酹指示劑一滴，用氨水滴至黃色，再用鹽酸調(diào)至無色并過量3滴，加入Ig氟化銨。將上述溶液加熱至微沸，加入IOml的緩沖溶液、PAN指示劑10滴,用Cu2+標液滴定,近終點時加入IOml乙醇,滴定至紫紅色，記錄滴定體積數(shù)V4。2. I. 2氧化鋁含量的測定
用移液管移取IOml待測試液，加入EDTA標液30ml。加對硝基酚指示劑一滴，用氨水滴至黃色，再用鹽酸調(diào)至無色并過量3滴，加熱煮沸3min，加入IOml緩沖溶液，10滴PAN指示齊U，趁熱用Cu2+標液滴定過量的EDTA，近終點加入IOml乙醇，繼續(xù)滴定至紫紅色，不計體積數(shù)。加入Ig氟化銨，搖動，加熱煮沸2min，使與Al3+絡(luò)合的EDTA釋放出來，溶液又變成綠色，補加5ml緩沖溶液與3滴PAN指示劑，再用Cu2+標液滴定至紫紅色，記錄讀數(shù)V5。 按下式計算出試樣中氧化鋅與氧化鋁的含量
權(quán)利要求
1.一種AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征在于測定步驟是 將AZO陶瓷靶材試樣經(jīng)鹽酸和硝酸的混合酸溶液微波消解后配制成試液，采用兩份試液分開滴定進行氧化鋅和氧化鋁含量的滴定測量；第一份試液用于氧化鋅含量測量時，力口入過量的EDTA與鋅離子絡(luò)合，以氟化銨掩蔽鋁離子，加入緩沖溶液，以PAN為指示劑，通過添加表面活性劑增加指示劑PAN的溶解度，用Cu2+標液滴定過量的EDTA，使用滴定終點時Cu2+標液滴定體積數(shù)計算氧化鋅的含量；第二份試液用于氧化鋁含量測量時，加入過量的EDTA煮沸處理，調(diào)節(jié)pH值，使鋁離子和鋅離子與EDTA完全絡(luò)合，加入緩沖溶液，用Cu2+標液滴定剩余的EDTA后，加入氟化銨掩蔽鋁離子，置換出與鋁離子絡(luò)合的EDTA，再用Cu2+標液置換滴定析出與鋁含量相當?shù)腅DTA，使用滴定終點時Cu2+標液滴定體積數(shù)計算氧化鋁的含量。
2.如權(quán)利要求I所述AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征是所述的緩沖溶液為PH值是4. 3的乙酸鈉溶液。
3.如權(quán)利要求I所述AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征是所述的滴定指示劑PAN溶液中添加的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、TritonX-100、吐溫80、OP乳化劑中的一種或多種聯(lián)合使指示劑PAN的溶解度增加與滴定終點變色明顯。
4.如權(quán)利要求I所述AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征是所述的銅標液與EDTA標液的摩爾比為Mcu Medta- 1:4。
5.如權(quán)利要求I所述AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征是酸堿指示劑為對硝基酚。
6.如權(quán)利要求I或3所述AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征是PAN指示劑溶液中添加的表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉與TritonX-100濃度為10 50g L'吐溫80與OP乳化劑為10% 30%。
7.如權(quán)利要求I或3所述AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征是所述的PAN指示劑溶液使用乙醇與水混合溶劑，其中Vis =V*=5 3:1。
8.如權(quán)利要求6所述AZO陶瓷靶材中氧化鋅和氧化鋁含量的測定方法，其特征是PAN指示劑溶液使用乙醇與水混合溶劑，其中Vis :V*=5 3:1。
全文摘要
本發(fā)明涉及AZO陶瓷靶材中氧化鋅與氧化鋁含量的測定方法，在第一份試液用于氧化鋅含量測量時，加入過量的EDTA與鋅離子絡(luò)合，以氟化銨掩蔽鋁離子，加入乙酸鈉緩沖溶液，以PAN為指示劑，通過添加表面活性劑增加PAN的溶解度，用Cu2+標液滴定過量的EDTA，使用滴定終點時Cu2+標液滴定體積數(shù)計算氧化鋅的含量；在第二份試液用于氧化鋁含量測量時，加入過量的EDTA煮沸處理，調(diào)節(jié)pH值，使鋁離子和鋅離子與EDTA完全絡(luò)合，加入乙酸鈉緩沖溶液，用Cu2+標液滴定剩余的EDTA后，加入氟化銨掩蔽鋁離子，置換出與鋁離子絡(luò)合的EDTA，再用Cu2+標液置換滴定析出與鋁含量相當?shù)腅DTA，使用滴定終點時Cu2+標液滴定體積數(shù)計算氧化鋁的含量。結(jié)果準確穩(wěn)定，重現(xiàn)性好。
文檔編號G01N31/16GK102798692SQ201210228238
公開日2012年11月28日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者周賢界, 鄭子濤, 徐敏, 劉守聰, 許積文 申請人:韶關(guān)西格瑪技術(shù)有限公司