GBT25494-2010吸气剂成分分析测试方法.pdf 11页

'ICS31—030L90g亘中华人民共和国国家标准GB／T25494—2010代替GB／T9506．31998，GB／T6626．21986，GB／T6625一1986吸气剂成分分析测试方法2010—12—01发布TestmethodsfOrcompositionanalysisofgetters2011—05—01实施丰瞀鹊鬻瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会认1” 标准分享网www.bzfxw.com免费下载刖罱GB／T25494—2010本标准是将以下标准整合后进行修订的：——GB／T9506．3—1988《蒸散型钡吸气剂载料和膜中钡量的测定》；——GB／T6626．21986《释汞吸气剂性能测试方法释汞吸气剂含汞量的测试方法》；——GB／T6625—1986《掺氮吸气剂含氮量测试方法》。本标准与原标准相比主要变化如下：——在规范性引用文件中新增GB／T4314《吸气剂术语》；——将原标准中非国际单位制的体积百分比浓度、体积比浓度、当量浓度等修订为国际单位制；——取消了原GB／T9506．3—1988《蒸散型钡吸气剂载料和膜中钡量的测定》中对测试仪器的产地、型号的限制，并将相应的操作步骤进行了修订；——修订了原GB／T9506．31988《蒸散型钡吸气剂载料和膜中钡量的测定》中一些标准溶液配制的计算错误；——增加蒸散型吸气剂镍含量测试原理、测试方法；——将各测试方法的内容结构调整为一致；——根据GB／T1．1—2000的要求进行格式修订。本标准代替下列标准：——GB／T9506．31988《蒸散型钡吸气剂载料和膜中钡量的测定》；——GB／T6626．2—1986《释汞吸气剂性能测试方法释汞吸气剂含汞量的测试方法》；——GB／T6625—1986《掺氮吸气剂含氮量测试方法》。本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会提出并归口。本标准起草单位：南京华东赛斯真空材料有限公司、工业和信息化部电子工业标准化研究所、中国电子科技集团公司第十二研究所。本标准主要起草人：薛函迎、郭卫斌、张巨先、刘筠。本标准所代替标准的历次版本发布情况为：——GB／T9506．3一1988；——GB／T6626．21986；——GB／T6625—1986。 www.bzfxw.com吸气剂成分分析测试方法GB／T25494—20101范围本标准规定了蒸散型钡吸气剂载料和蒸散钡膜中钡量的测定方法、释汞吸气剂含汞量的测试方法、掺氮吸气剂载料中含氮量的测试方法、蒸散型吸气剂镍含量检测方法。本标准适用于真空器件用吸气剂。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB／T4314吸气剂术语3术语GB／T4314所确定的术语和定义适用于本标准。4蒸散型钡吸气剂载料和膜中钡量的测定4．1重量法4．1．1适用范围重量法适用于吸气剂载料中钡的测定，当蒸着钡膜中的钡量大于20mg时，也适用于蒸着钡膜中钡的测定。4．1．2原理将吸气剂载料中的钡或蒸着钡膜中的钡以硫酸钡的形式沉淀，沉淀物经过过滤、灰化和灼烧后称重，换算成钡量。4．1．3试剂与材料a)盐酸溶液(21％)：将分析纯浓盐酸和等体积的去离子水混匀；b)盐酸溶液(o．5％)：1份分析纯浓盐酸和87．5份去离子水混匀；c)硫酸溶液(36％)：1份分析纯浓硫酸与3份去离子水混匀。4．1．4设备与器皿a)分析天平，精度达到O．1mg；b)箱式电炉，最高温度1000℃；c)陶瓷坩埚；d)三角烧杯；e)容量瓶；f)无灰过滤滤纸。4．1．5分析步骤4．1．5．1取一个或多个吸气剂载料o．5g左右，置于500mL烧杯中(对于蒸着钡膜，可将蒸在玻壳上的钡用少量o．5％盐酸溶液洗涤到500mL烧杯中)，加入21％盐酸溶液25mL，加热溶解并煮至近干。4．1．5．2加去离子水至200mL，加热沸腾，缓缓加入36％硫酸溶液15mL，不断搅拌，使硫酸钡完全沉淀后，再加入36％硫酸1mL左右(加入硫酸溶液应缓慢，并不断搅拌，避免沉淀飞溅出伤人)。】 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25494—20104．1．5．3用表面皿盖上烧杯，在(70士5)℃保温30min。然后静置12h以上，用无灰滤纸过滤，并用热去离子水洗清至无硫酸根为止。4．1．5．4将滤纸一起放人已经恒重并已知重量的素瓷坩埚中灰化，然后在箱式炉内于(800～900)℃温度下灼烧，取出称重，再次在箱式炉内于(800～900)℃温度下灼烧，取出称重，直至重量不变，将此重量减去已经恒重的素瓷坩埚的重量得到硫酸钡沉淀重量m。4．1．6结果计算4．1．6．1吸气剂填料中钡的百分含量按式(1)计算：Ba(％)：堕堕塑×100mO式中：m硫酸钡沉淀重量，g5m．——称取吸气剂载料重量馆。4．1．6．2蒸着钡膜的钡含量按式(2)计算：Ba—O．5884×m⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)式中：Ba一一蒸着钡膜的钡含量，g；m——硫酸钡沉淀重量，g。4．2原子吸收法4．2．1适用范围原子吸收法适用于钡膜中钡含量低于20mg时钡的测定。4．2．2原理原子吸收法采用火焰原子吸收法测定。将试样喷人火焰，使待测元素的化合物离解形成原子蒸气，当锐线光源(空心阴极灯或无极放电灯等)发射该元素特征谱线光辐射通过原子蒸气层时，该金属的基态原子对特征谱线产生选择性吸收。在一定条件下，特征谱线的光强的减弱与试样中被测元素的浓度成正比。通过自由基态原子对选用吸收线吸光度的测量。确定试样中该元素的浓度。钡在空气一乙炔火焰中灵敏度低。本方法采用氧化亚氮一乙炔火焰，在波长553．55nm处，钡有较高的灵敏度。在吸气剂不发生过蒸散的条件下，被蒸散的其他元素及其微量，对钡膜中的钡的测定不产生化学干扰，钡的电离干扰可加人大量的钾离子克服。4．2．3试剂与材料a)盐酸溶液(o．5％)：l份分析纯浓盐酸和87．5份去离子水混匀；b)盐酸溶液(4％)：1份分析纯浓盐酸和10份去离子水混匀；c)钡标准溶液(1mg／mL)：将1．517g分析纯的氯化钡溶于去离子水中后，稀释至1L；d)钾离子溶液(20mg／mL)：将38．134g分析纯的氯化钾用去离子水溶解后，稀释至1L；e)钢瓶装乙炔气；f)钢瓶装氧化亚氮气。4．2．4设备与仪器a)分析天平，精度达到0．1mg；b)原子吸收分光光度计；c)容量瓶。4．2．5仪器准备a)把钡空心阴极灯装在灯架上，将波长调整为553．55nm，通带调整为O．5nm；b)接通仪器电源，根据仪器说明书调整灯电流，灯、吸收线的位置，使仪器工作在最佳状态；c)接上仪器的燃烧头，根据仪器说明书先开空气、再开乙炔气，点燃乙炔火焰，并将压力、流量调2 www.bzfxw.comGB／T25494—2010整至合适位置；d)将空气乙炔火焰逐步过渡到氧化亚氮一乙炔火焰，并调整乙炔和氧化亚氮的流量，使燃(乙炔)助(氧化亚氮)比约为44：34；e)用一定浓度的标准溶液(如含钡5“g／mL)，调节燃烧头到最佳位置，同时适当调节溶液的提升量以获得仪器的最好响应性能，即灵敏度高，噪音小。4．2．6测定步骤4．2．6．1试样的准备将蒸散在玻壳上的钡膜用少量o．5％盐酸溶液洗涤3次，再用少量去离子水洗涤3次，倒人500mL烧杯中在电炉上加热蒸发至20mL左右。移人100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。根据钡膜含钡量的多少，吸取一定量上述溶掖，至适当体积(最终使含钡量达5pg／mL左右)的容量瓶中，分别加入最终选择稀释体积的5％的4％盐酸溶液和20mg／mL钾离子溶液(例如：最终选择体积为100mL，则加入5mL4％盐酸溶液和5mL的20mg／mL钾离子溶液)。用水稀释至刻度，摇匀待测。4．2．6．2标准系列溶液的配制取10mL的1mg／mL钡标准溶液至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。吸取上述溶液o，2，4，6，8，10mL分别加入6只100mL容量瓶中，各加入5mL4％盐酸溶液和5mL的20mg／mL的钾离子溶液后，用水稀释至刻度，摇匀待测。4．2．6．3测定将试祥和标准系列溶液在已经准备好了的仪器上同时进行吸光度测定，并利用标准溶液的吸光度，绘制吸光度与钡含量的标准曲线。4．2．7结果计算由测得的试样吸光度，在绘制的标准系列溶液曲线上查出试样的浓度。蒸散在玻壳上的钡含量按式(3)计算：Ba一等式中：Ba——蒸散在玻壳上的钡含量，mg；Ba。——在标准曲线上查出的试样的钡浓度，“g／mL；y——试样稀释后的体积，mL。4．2．8注意事项4．2．8．1测定时，仪器零点可能会漂移，要不断使用空白液进行调零。4．2．8．2操作时点火必须遵循先开空气，再开乙炔气，由空气一乙炔火焰过渡到氧化亚氮一乙炔火焰的顺序，灭火时必须遵循先将氧化亚氮乙炔火焰过渡到空气乙炔火焰，再关闭乙炔气源，灭火后关闭空气气源。4．2．8．3必须在通风良好的条件下进行测定。5释汞吸气剂含汞量的测试方法5．1测试原理试样溶解于硫酸和硝酸中，在有三价铁离子存在下用硫氰酸根离子滴定二价汞离子，出现硫氰化铁血红色沉淀指示终点。主要反应式如下：H92++2cNs一—-Hg(cNs)z●(白色)3cNs一(过量的)+Fe3+一Fe(cNs)a+(血红色)5．2试剂a)浓硝酸(密度1．40)，分析纯；3 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25494—2010b)浓硫酸(密度1．84)，分析纯；c)高锰酸钾，分析纯(o．02mol／L)；d)双氧水，分析纯；e)硝酸铁，分析纯；f)o．1m。l／L硫氰酸铵标准溶液。5．3测试设备a)分析天平；b)250mL三角烧瓶；c)5mL微量滴定管；d)电炉，1kw；e)家用冰箱。5．4测试步骤5．4．1成捆带状试样，从待测剂带上剪下(5．o士o．1)cm长的试样，若为单只成品试样，则直接使用。5．4．2将试样放在三角烧瓶中，加入1g左右的硝酸铁(试样中的载体若为含铁材料，则不必加入硝酸铁)。然后，再依次加入25mL去离子水，10mL硫酸和10mL硝酸。5．4．3将三角烧瓶置于电炉上加热，直至烧瓶内放出白色气体并出现结晶状态的物质。5．4．4从电炉上取下三角烧瓶，经冷却后，加人50mL去离子水，并再次加热使结晶溶解。5．4．5加入5mLo．02mol／L高锰酸钾溶液并加热，使溶液呈褐色。5．4．6再次从电炉上取下三角烧瓶，经冷却后，缓慢加入3～4滴双氧水并加热沸腾，直至变成黄色澄清溶液。5．4．7水冷到室温，放人冰箱内降温至15℃左右。5．4．8用o．1m01／L硫氰酸铵标准溶液滴定，直至形成稳定的血红色为止。5．5结果计算试样中含汞量W。可按式(4)计算：w。一型拿型式中：Ⅳ。——含汞量，mg／cm或mg／只；N——硫氰酸铵标准溶液的浓度，其值是经o．1mol／LAgN0。准确标定后的标定值y——滴定时所消耗的硫氰酸铵标准溶液的体积，mL；L——成捆带状试样为5，单只成品试样为l；100．3——汞原子量的1／2。6掺氮吸气剂含氮量测试方法6．1直接加热蒸馏法6．1．1原理掺氮吸气剂载料中的氮以金属氮化物的形式存在，将试样用盐酸加热溶解，使氮以铰离子的形式存在于溶液中，加氢氧化钠溶液碱化，加热蒸馏出氨气，用标准硫酸溶液吸收，再用氢氧化钠标准溶液滴定剩余的硫酸，计算出氮的含量。主要反应式如下：2Me。N+18Hcl一8Mecl2+2NH4cl+5H2十NH。Cl+NaOH—-NaCl+H2O+NH3十2NH。+H2S04—，(NH4)。SO{4 www.bzfxw.comH2S04+2NaOH—，Na2S04+2HzO6．1．2仪器设备及试验材料a)基耶达定氮仪1套(见图1)；GB／T25494—20101——基耶达烧瓶；2——冷却管；3——吸收瓶；4——电炉；5——分液漏斗。图1基耶达定氮仪b)专用电炉(能放置基耶达烧瓶的深凹底座)1只；c)调压器(1kW)1只；d)盐酸溶液(21％)：将分析纯浓盐酸和等体积的水混匀；e)氢氧化钠溶液(24％)：将320g优级纯氢氧化钠溶于1L水中；f)溴甲酚绿一甲基红混合指示剂：将30mg溴甲酚绿和20mg甲基红溶于50mL甲醇中。在pH一5．1时，此指示剂以酒红色变为绿色；g)硫酸标准溶液，o．025mol／L；h)氢氧化钠标准溶液，o．05moI／L；i)氩气，纯度为99．99％，钢瓶装，附氧气减压阀；j)真空油脂。6．1．3样品制备将吸气剂填料从载体中剥离下来，并磨成粉状。6．1．4操作步骤6．1．4．1称取剥离下来的粉状样品3．oooog(对于含氮量低的吸气剂应适当增加重量)，放入基耶达5 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25494—2010烧瓶中。6．1．4．2加入40mL21％盐酸溶液，在专用电炉上加热使样品溶解。6．1．4．3用水冲洗瓶壁，并轻轻摇动，使生成的沉淀溶解。6．1．4．4按图1连接好基耶达定氮仪装置，磨口接头处涂上真空油脂，用金属夹子夹牢。6．1．4．5在250mL三角烧瓶(吸收瓶)中，加入20mL浓度为o．025mol／L硫酸标准溶液(用刻度为1／20的25mL滴定管加入)，用水冲洗瓶壁至溶液总量约为50mL。6．1．4．6接上氩气，打开氩气钢瓶开关，并调节至适当流量。打开冷却管水龙头，并调节至适当流量。6．1．4．7通过分液漏斗将90mL浓度为24％氢氧化钠溶液分数次加入至基耶达烧瓶中。6．1．4．8加入时，慢慢拔起氩气导管磨口塞，让溶液流下，当溶液快要流完时，塞上氩气导管磨口塞，造成液封。6．1．4．9再向分液漏斗中加入一些氢氧化钠溶液，按照上述方法再次加入。如此数次将氢氧化钠溶液加完。6．1．4．10用水冲洗分液漏斗，一并放入烧瓶内，直至烧瓶内溶液体积约达烧瓶体积的三分之二时为止，塞上氩气导管塞，在分液漏斗中加满水。6．1．4．11打开电炉加热蒸馏。当吸收瓶中收集溶液的体积约达175mL时，即为蒸馏完毕。6．1．4．12关上电炉，将吸收瓶放低，使冷却管导管离开吸收瓶液面，关闭氩气及冷却水。6．1．4．13用水冲洗冷却管导管口，取下吸收瓶，用水冲洗瓶壁，加入o．5mL混合指示剂，用o．05mol／L氢氧化钠标准溶液滴定，当溶液颜色从酒红色变为灰绿色即为终点。6．1．5结果计算氮的百分含量按式(5)计算：N％(2Nlu—N2V2)×0．014×100％⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)H‘式中：N。——硫酸溶液的摩尔浓度；V，——加到吸收瓶中硫酸溶液的体积，mL；Nz——氢氧化钠溶液的摩尔浓度；yz——滴定时消耗的氢氧化钠的体积，mL；m——称取试样的质量，g；o．014——氮的毫克当量。6．1．6允许误差相对误差不超过±5％。6．2间接加热蒸馏法6．2．1原理掺氮吸气剂载料中的氮主要以金属氮化物的形式存在，为测定其氮量，将试样用盐酸溶解，使氮转变为氯化铵，再用氢氧化钠使氯化铵分解，蒸馏出氨气，用硼酸饱和溶液吸收后，用盐酸标准溶液滴定，最后计算出氮量。主要反应式如下：试样中金属氮化物与盐酸作用，生成氯化铵：2Me。N+18Hcl—，8Mecl2+2NH4cl+5H2十蒸馏前加入氢氧化钠溶液，使氯化铵分解：NH。C1+NaOH—NaC【+H20+NH3用饱和硼酸溶液吸收游离氨气，然后用盐酸标准溶液滴定硼酸铵水解后生成的氢氧化铵，直至终点：6 www.bzfxw.com3NH3+H3803—，(NH4)3803(NH4)3803+3H20—-3NH40H+H。B033NH40H+3HCl—，3NH4Cl+3H：06．2．2仪器设备a)蒸馏氮装置(见图2)；GB／T25494—2010l——2ooomL水蒸气发生器；2——橡皮塞；3——镍铬电阻丝600w；4——缓冲管；5——万能夹；6、8、11——无硫橡皮管；7——加氢氧化钠的锥形分液漏斗；9——带磨口的500mL蒸馏瓶；10——缓冲球；12——冷凝管；13——接收三角瓶。图2蒸馏氮装置b)氢氧化钠溶液(33％)：称取分析纯氢氧化钠50g于带刻度的烧杯中，加水稀释至100mL混匀；c)盐酸标准溶液，0．05mol／L；d)盐酸溶液(21％)：将分析纯浓盐酸和等体积的水混匀；e)甲基红一次甲基蓝混合试剂：称取o．125g甲基红和o．083g次甲基蓝溶于100mL无水乙纯中，指示剂变色范围pH一5．2～5．6；f)硼酸饱和溶液。6．2．3样品制备同4．1．3。7 www.bzfxw.com标准分享网www.bzfxw.com免费下载GB／T25494—20106．2．4操作步骤6．2．4．1称取1．000og(含氮量低的吸气剂应适当增加称量)样品于250mL烧杯中。6．2．4．2加入30mL21％盐酸，加热溶解完毕后，冷却。6．2．4．3移人事先蒸洗(空蒸)过的蒸馏瓶内。6．2．4．4用水冲洗烧杯和蒸馏瓶口，安装好蒸馏瓶，通冷却水。6．2．4．5将盛有25mL饱和硼酸溶液和l滴混合指示剂的三角瓶套存冷凝管下端，使液面侵入管口。6．2．4．6经分液漏斗加入33％氢氧化钠溶液50mL于蒸馏瓶中。6．2．4．7控制加热器，用蒸汽加热蒸馏瓶，当三角瓶内溢出溶液体积为150mL时，放低三角瓶，使溶液离开冷凝管口。6．2．4．830s后，用水洗净冷凝管外壁。取下三角瓶，滴人4滴混合指示剂，用o．05m。1／L盐酸标准溶液滴定。6．2．4．9待瓶内溶液山绿色变为紫色即为终点。同时，用同样方法做一空白试验。6．2．5结果计算氮的百分比含量按式(6)计算：N％一盟!!二!!!兰!：!!!×100％⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)m式中：N——盐酸标准溶液的摩尔浓度；y——样品所消耗的盐酸标准溶液体积5v。——空白试验所消耗的盐酸标准溶液体积；m——称取试样的质量，g；O．014——氮的毫克当量。6．2．6允许误差相对误差不超过士5％。6．2．7注意事项6．2．7．1每次测定前，蒸馏仪器必须空蒸几次，直至空白试验所消耗的o．05mol／L盐酸标准溶液体积不超过0．1mL为止。6．2．7．2试验结束后，必须用水将蒸馏皿洗净。7蒸散型吸气剂镍含量测试方法7．1测试原理样品用盐酸溶解后，加入硫酸铵将钡离子沉淀去除，然后加入三乙醇胺和氨水作为掩蔽剂掩蔽铝离子，然后用紫脲酸铵一氯化钠指示剂，EDTA二钠络合滴定镍离子，当溶液颜色由黄变紫为终点。7．2试剂a)氨水，分析纯；b)浓硝酸，分析纯；c)盐酸(21％)：将分析纯浓盐酸和等体积的水混匀；d)EDTA二钠，分析纯，o．02m01／L溶液；e)硫酸铵[(NH。)。sO。]，分析纯，12g／L溶液；f)三乙醇胺，分析纯，50％(y／y)溶液；g)紫脲酸铵一氯化钠固体指示剂(1．o％粉末指示剂m／m)。在分析天平上准确秤取分析纯紫脲酸铵指示剂1．ooog，优级纯氯化钠99．000g置于玛瑙研钵中研细混匀装入专用试剂瓶中密封备用。8 www.bzfxw.comGB／T25494—2010配制镍标准溶液(o．001g／mL)，准确称取1．oooog纯镍(纯度99．99％)放入50mL2l％的盐酸中，加热至镍完全溶解后取下冷却至室温，然后移人1ooomL容量瓶，用去离子水稀释至刻度混匀备用。7．3操作方法在分析天平上准确称取o。4g样品(精度至o．O001g)置于250mL锥形瓶中，加30mL21％盐酸，滴加5滴浓硝酸，加热溶解后取下冷却至室温后移入200mL容量瓶，用去离子水稀释到刻度后混匀，用移液管吸出10mL置于250mL锥形瓶中，加入10mL硫酸铵溶液，放置5min，加入5mL三乙醇胺溶液和10mL氨水，加入稍许紫脲酸铵一氯化钠固体指示剂，用50mL去离子水洗涤瓶壁，以o．02mol／L的EDTA二钠标准滴定液滴定(用10mLo．02刻度滴定管)，当溶液颜色由黄变紫为终点。同时用移液管吸取10mL镍标准溶液，和样品同样操作。7．4计算样品中镍的百分含量样品中镍的百分含量按式(7)计算：Ni：!圣￡丕!!丕!：!!!!丕!!!一!二王￡2王!!坐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)一。m式中：y——EDTA标准滴定液滴定样品的体积，mL；m——样品的质量，g；o．0587——与1mLEDTA相当的以g表示的镍的质量；c——用镍标准溶液标定过的EDTA标准滴定液的实际浓度，单位为m01／L，按式(8)计算：，、O．001×10O．1704uy，×O．0587Vl式中：v。——EDTA标准滴定液滴定镍标准溶液的体积，mL。8试验报告所有试验报告应包括：a)材料制造单位；b)试样名称及编号c)试验条件；d)试验设备；e)试验结果；f)试验日期及人员。⋯”(8)'