铜合金因为其独特的材料特性,在工业生产、航空、航天领域广泛使用。铜合金通常是一种共晶合金体。在目前的铜合金材质中,其性能主要为Cu元素以及其他杂质元素的含量所决定。因为Cu元素以及其他杂质元素的💃含量以及性质各异,所以在定量研究以及材料特性上也表现出较大的不同,因此对铜合金的杂质元素测定具有重要意义。
磷、硫元素具有较低的电离效率,会大大降低分析信号强度,导致单四极杆ICP-MS灵敏度不能满足测试要求,且磷、硫元素易受干扰;而三重四极杆(ICP-MS/MS)拥有优越的反应池技术,使待测元素P在反应池中进行氧气质量转移。因此,P+可以很高效地转化成它们的氧化物离子PO+,可以通过测量这些产物离子测定P,从而避开了在原始质量数m/z 31上的质谱干扰。同理,S+可以高效地转化成它们的氧化物离子SO+,避开了在原始质量数m/z 32上的质谱干扰,再配合双四极杆模式,使干扰离子在进入反应池之间被第一级四极杆截留,从而消除对SO+的干扰。因此ICP-MS/MS使用氧气质量转移模式,能够将待分析物与干扰物高效分离从而实现S、P元素的测定。
本应用中心对铜合金使用硝酸消解,采用ICP-MS/MS氧气质量转移模式测试铜合金中的P、S。通过对铜合金标🥀准物质测试分析,2种元素的测试值都在认定值的不确定度范围之内,数据准确度与参考值基本一致。该方法可以实现铜合金样品中P、S含量的稳定测试分析。
关键词:ICP-MS/MS、冶金、铜合金
型号:EXPEC 7350型ICP-MS/MS
配置:EXPEC 7350 高基体高盐进样系统
图1 电感耦合等离子质谱仪
表1 电感耦合等离子质谱仪检测参数
试剂及标准品
试剂:优级纯硝酸;
纯水:18.2 MΩ·cm去离子水;
标准溶液:磷、硫单元素标准๊溶液,1000 μg/mL,国家有色金属研究院。
准确称取0.1000g (精确到0.00001g)Cu合金样品于15 mL PFA Beaker中;依次加入2 mL硝酸放于150℃电热板加热,待其消解完全,统一用超纯水定容至100 mL离心管,待上💎机测试。
在表2🍬所示的浓度范围内,所有待测元素线性相关系数值均大于0.999。将全程序样品空白连续分析11次,所得结果以3倍标准偏差稀释倍数计算各元素检出限,见表1。各元素测定质量数、分析模式、线性相关性(相关系数以R来衡量)也列于表1。
表1 测定元素质量数、相关系数及检出限
൩ 将制备的7份平行样进行方法精密度测试,各元素精密度测试结果见表2,各元素的测定值的RSD值均优于2.00%,表明该方法精密度良好。
表2 方法精密度
表3 铜合金中元素含量测试结果(mg/kg)
🧜 采用ICP-MS/MS氧气质量转移模式测试铜合金中的P、S。通过对铜合金标准物质测试分析,结果表明,P、S元素线性相关系数(R)均大于 0.999,仪器检出限为0.03690~0.7480 μg/L,测试精密度优于2.00%,2种元素的测试值都在认定值的不确定度范围之内,数据准确度与参考值基本一致。🐻本方法可以实现铜合金样品中P、S含量的稳定测试分析。
附录
设备与耗材方案
一、EXPEC 7350高基体高盐进样系统配置详情
二、试剂及标准品
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