本發(fā)明屬于冶金分析技術領域，是一種采用硝酸、鹽酸將試樣分解，利用ICP-AES(電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜)直接、同時地測定樣品溶液中的鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳的分析方法。
背景技術：
銅合金種類很多，一般分為：以銅和鋅為主要成分的各種黃銅；以銅和錫或其他元素為主要成分的青銅等。對于銅合金中的合金元素及雜質元素經典的分析方法為容量法或光度法、原子吸收光譜法，這些方法存在每個元素對應一種方法，操作比較繁瑣。
近年來，分析工作者開發(fā)電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定銅合金中的主量元素和次量元素。如馬琪、蒙娟娟提出了《電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鉬銅合金中鎳、鈣、鎂、鋁含量》；李韶梅、石毓霞等提出《電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鎳硅銅中鎳和銅》；陸軍、莢江霞等討論了《ICP-AES測定鎳銅合金中磷和錫含量的試驗》，以上三種方法主要研究銅鎳合金、銅鉬合金中元素分析，分析方法及測定范圍不能適用鋁青銅、鋁黃銅、鋁銅中各元素的測定。
在專利CN104614365A中公開了一種測定銅鉻鋯合金中鉻和鋯的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，該方法提出了銅鉻鋯合金試樣經酸溶解后用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定其中鉻和鋯的分析方法。其中，銅鉻鋯合金試樣用硝酸(1+2)和硫酸(1+1)溶解、定容后用ICP-AES測定時，通過分別選擇284.984nm和343.823nm波長譜線作為鉻分析譜線和鋯分析譜線，可避免基體元素的干擾，但該方法檢出元素范圍的檢出限較高，該方法適用于現(xiàn)場生產質量控制，但是對于鋁銅合金中多種元素同時測定，則顯得效率比較低。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決的技術問題是提供一種同時測定鋁銅合金中鋁鐵硅鉛錫錳含量的方法，該方法靈敏度高，測定速度快，操作簡便而且可避免基體和其他元素的干擾，在優(yōu)化的儀器條件下，利用等離子體原子發(fā)射光譜儀進行測定。
技術方案如下：
一種同時測定鋁銅合金中鋁鐵硅鉛錫錳含量的方法，包括：
制作待測樣品和空白樣品；稱取一份鋁銅合金樣品，置于鋼鐵容量瓶中，向容量瓶內，依次加入鹽酸和硝酸，作待測樣品；另稱取一份高純銅于另一同規(guī)格鋼鐵容量瓶，依次加入等量的鹽酸和硝酸，作空白樣品；
低溫酸溶解樣品；將裝有空白樣品、待測樣品的鋼鐵容量瓶置于低溫電熱板溶解；冷卻至室溫，用高純水稀釋至刻度，搖勻，等待上機；
標準校正曲線溶液的配置；分別準備鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳單元素標準溶液；分別稱取6份高純銅于鋼鐵容量瓶中，分別向各容量瓶中依次加入鹽酸和硝酸并加熱溶解，分別向各容量瓶中加入不同量鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳標準溶液；分別用高純水稀釋至刻度，搖勻，作為標準校正曲線溶液；
選擇譜線；通過查閱譜線庫及元素干擾試驗，確定Fe238.04nm，Mn257.610nm，Pb217.000nm，Si251.611nm，Sn189.927nm，Al396.153nm做分析線；
繪制校準曲線，將標準校正曲線溶液引入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，測定待測離子的信號強度，以質量百分數(shù)為橫坐標，離子的信號強度為縱坐標繪制Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al標準溶液校準曲線；
將待測樣品溶液、空白樣品溶液引入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，測定待測離子的信號強度，根據(jù)已知質量百分數(shù)的Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al標準溶液校準曲線，求出待測樣品溶液中Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al的含量，待測樣品中Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al的含量按下式計算：
W％＝Wi-WO，式中：W％-銅合金中元素的質量百分含量；WO-元素在待 測空白溶液中質量百分數(shù)；Wi-元素在待測的銅合金樣品中的質量百分數(shù)。
進一步：制作待測樣品和空白樣品過程中，依次加入其容積的20％的鹽酸和5％的硝酸。
進一步：標準校正曲線溶液的配置過程中，分別準備濃度為1000μg/mL的鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳單元素標準溶液；分別向各容量瓶中依次加入其容積20％的鹽酸和5％的硝酸；各容量瓶溶液中基體量為Cu：75％，鋁含量分別為0、0.05％、0.25％、1.0％、5.0％、10.0％；鐵、錳含量分別為0、0.05％、0.25％、1.0％、2.5％、5.0％；鉛、錫含量分別為0、0.01％、0.05％、0.25％、1.0％、2.5％；硅含量分別為0、0.01％、0.05％、0.25％、0.50％、1.0％。
進一步：所述的容量瓶規(guī)格容積為100ml，所述鹽酸優(yōu)選濃度為6mol/L的鹽酸，所述硝酸優(yōu)選為16mol/L的硝酸。
進一步：所述一份鋁銅合金樣品質量優(yōu)選為0.1000g，一份高純銅優(yōu)選為0.075g。
進一步：低溫酸溶解樣品中溶解溫度為300℃～400℃。
進一步：所述電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀的工作參數(shù)設置為RF功率1250W、冷卻氣流量15mL/min、輔助氣流量0.2mL/min、霧化氣流量0.8mL/min及樣品提升量2.0mL/min；觀測方式設置為垂直觀測；積分模式設置為PeakArea。
進一步：所述待測樣品的中Al、Mn、Fe、Si、Pb、Sn元素的檢測范圍為：Al 0.03at～10.0at％；Mn、Fe 0.01at～5.0at％；Si 0.010at～1.0at％；Pb、Sn 0.010at～2.5at％。
本發(fā)明采用上述技術方案所產生的有益效果在于：
(1)本發(fā)明用于鋁銅合金中鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳的測定，通過鹽酸、硝酸溶解樣品，采用電感耦合等離子發(fā)射光譜儀可檢測檢測鋁青銅、鋁黃銅、鋁銅合金中鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳含量。
(2)本發(fā)明通過對鋁銅合金樣品的多次檢驗，應用效果良好，本發(fā)明采用基體匹配消除基體干擾，具有線性范圍寬，靈敏度高，操作簡便，分析結果準確、可靠的特點。
(3)使用本方法對鋁青銅、鋁黃銅、鋁銅合金中鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳進行測定，能夠在3小時內同時測定完成，縮短了樣品處理時間，分析方法的范圍可達Al0.03at～10.0at％；Mn、Fe 0.01at～5.0at％；Si 0.010at～1.0at％；Pb、Sn0.010at～2.5at％，適合在生產中大規(guī)模推廣使用。
(4)本發(fā)明中鹽酸及硝酸的使用量少，相比現(xiàn)有技術，大大減少了溶劑使用量，有利于環(huán)境保護。
具體實施方式
現(xiàn)在將更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實施方式的構思全面地傳達給本領域的技術人員。
本發(fā)明實施例中，所用試劑優(yōu)選：硝酸：(16mol/L)優(yōu)級純；鹽酸：(12mol/L)優(yōu)級純；鹽酸(6mol/L)：由鹽酸(12mol/L)與高純水等體積混合；鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳單元素標準溶液：濃度為1000μg/mL，來源于國家標準物質中心；高純銅(純度為99.95％以上)；氬氣：氬氣純度≥99.9％；壓縮空氣。
本發(fā)明實施例中，所用儀器優(yōu)選：容量瓶：100mL鋼鐵容量瓶；電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，型號為PE公司Optima 7300V，儀器工作參數(shù)為：射頻(RF)功率：1250W；霧化氣流量：0.8mL/min；輔助氣流量：0.2mL/min；冷卻氣流量：15mL/min；樣品提升量2.0mL/min；積分(計算)模式為PeakArea；等離子炬觀測方式：垂直觀測；元素分析譜線波長：Fe238.04nm，Mn257.610nm，Pb217.000nm，Si251.611nm，Sn189.927nm，Al396.153nm。
本發(fā)明中一種同時測定鋁銅合金中鋁鐵硅鉛錫錳含量的方法，該方法包括以下步驟：
(1)制作待測樣品和空白樣品：稱取0.1000g樣品，置于100mL鋼鐵容量瓶中，依次加入20mL鹽酸(6mol/L)、5mL硝酸(16mol/L)；另稱取0.075g高純銅于100mL鋼鐵容量瓶，依次加入20mL鹽酸(6mol/L)、5mL硝酸(16mol/L)，作空白樣品。
(2)低溫酸溶解樣品：將裝有空白樣品、試樣樣品的容量瓶置于低溫電熱板(300℃～400℃)溶解。
(3)冷卻稀釋：將上述樣品冷卻至室溫，用高純水稀釋至刻度，搖勻，等待上機；
(4)標準校正曲線溶液的配置：鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳單元素標準溶液：濃度為1000μg/mL，來源于國家標準物質中心；
由于鋁青銅、鋁黃銅、鋁銅合金中主體元素含量Al：5～10％,Sn：5％左右,Cu：65～90％,Zn:5％左右。為了減小基體效應，稱取6份高純銅(純度大于99.95％)0.075g于100mL鋼鐵容量瓶，依次加入20mL鹽酸(6mol/L)、5mL硝酸(16mol/L)加熱溶解后，分別加入不同量鋁、鐵、硅、鉛、錫、錳標準溶液，使得溶液中基體量為Cu：75％，鋁含量分別為0、0.05％、0.25％、1.0％、5.0％、10.0％；鐵、錳含量分別為0、0.05％、0.25％、1.0％、2.5％、5.0％；鉛、錫含量分別為0、0.01％、0.05％、0.25％、1.0％、2.5％；硅含量分別為0、0.01％、0.05％、0.25％、0.50％、1.0％用高純水稀釋至刻度，搖勻，此溶液制作標準曲線用。
(5)選擇譜線：通過查閱譜線庫及元素干擾試驗,確定Fe238.04nm，Mn257.610nm，Pb217.000nm，Si251.611nm，Sn189.927nm，Al396.153nm做分析線。
(6)繪制校準曲線：將步驟(4)中標準校正曲線溶液引入調整工作參數(shù)后的電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，測定待測離子的信號強度，以質量百分數(shù)為橫坐標，離子的信號強度為縱坐標繪制Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al標準溶液校準曲線；
(7)將待測樣品溶液、空白樣品溶液引入電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，測定待測離子的信號強度，根據(jù)已知質量百分數(shù)的Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al標準溶液校準曲線，求出待測樣品溶液中Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al的含量，待測樣品中Fe、Mn、Pb、Si、Sn、Al的含量按下式計算：
W％＝Wi-Wo
式中：W％-銅合金中元素的質量百分含量；
Wo-元素在待測空白溶液中質量百分數(shù)；
Wi-元素在待測的銅合金樣品中的質量百分數(shù)。
本方法檢測范圍:Al 0.03at～10.0at％；Mn、Fe 0.01at～5.0at％；Si0.010at～1.0at％；Pb、Sn 0.010at～2.5at％。
實施例1：
按上述方法制作工作曲線，曲線相關系數(shù)r大于0.999，按實驗方法制備11份空白溶液分3次進行測定，根據(jù)國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)定義的檢出限公式CL＝3Sb/k(Sb為空白的標準偏差，k為相應的校準曲線斜率)計算得方法檢出限為Al 0.003％；Mn、Fe、Si、Pb、Sn 0.001at％。
實施例2：
稱取鋁黃銅(BY1946-1)、鋁青銅(GBW02119)、鋁黃銅(BY1905-1)、(BY1913-1)按上述方法進行測定，結果見表1。
表1 標準樣品測定結果
實施例3：
稱取高純銅兩份，分別加入Si、Pb、Sn、Mn標準溶液；鋁青銅(GBW02117：Si、Pb、Sn、Mn認定值分別為0.115％、0.022％、0.091％、2.04％)按上述方法進行測定，結果見表2。
表2 標準樣品加標回收的測定結果
實施例4：
稱取鋁銅合金1#、2#、3#樣品，按上述方法進行測定，結果見表3。
表3樣品試樣測定結果
因此，通過上述實施實例的驗證，可以看出本發(fā)明ICP-AES測定鋁青銅、鋁黃銅、鋁銅合金中鐵、鋁、硅、錳、鉛、錫，檢測范圍:Al0.03at～10.0at％；Mn、Fe 0.01at～5.0at％；Si 0.010at～1.0at％；Pb、Sn0.010at～2.5at％。本發(fā)明通過對鋁銅合金樣品的多次檢驗，應用效果良好，本發(fā)明采用基體匹配消除基體干擾，具有線性范圍寬，靈敏度高，操作簡便，分析結果準確、可靠的特點。本方法快速、簡便，可以生產中推廣、使用。
本發(fā)明所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應在隨附權利要求所限定的精神和范圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效范圍內的全部變化和改型都應為隨附權利要求所涵蓋。