一种钨硅合金的溶解方法及检测分析方法与流程

    专利查询2025-12-21  11


    本发明属于元素分析测试,涉及一种钨硅合金的溶液方法,尤其涉及一种钨硅合金的溶解方法及检测分析方法。


    背景技术:

    1、钨作为一种金属元素,具有稳定的化学性质,常温时不跟空气和水反应,不加热时,任何浓度的盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸以及王水对钨都不起作用,当温度升至80~100℃时,上述各种酸中,除氢氟酸外,其它的酸对钨发生微弱作用。常温下,钨可以迅速溶解于氢氟酸和浓硝酸的混合酸中,但在碱溶液中不起作用。有空气存在的条件下,熔融碱可以把钨氧化成钨酸盐,在有氧化剂(nano3、nano2、kclo3或pbo2)存在的情况下,生成钨酸盐的反应更猛烈。高温下能与氧,氟,氯、溴、碘、碳、氮、硫等化合,但不与氢化合。

    2、硅具有比较活泼的化学性质,在高温下能与氧气等多种元素化合,不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液。硅在自然界中分布极广,一般很少以单质的形式出现,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在,地壳中约含27.6%,是地壳中仅次于氧的第二丰富元素。

    3、金属元素或其化合物在应用时,有众多场合对其纯度要求较高,因而需要对其进行分析检测。目前,对钨、硅等单一金属或非金属的溶解及检测已有涉及,但对于较为复杂的复合氧化物,由于其晶体结构更为复杂,并无明确的溶解方法,因此选择合适的方法对化合物中的钨、硅进行溶解及定量分析至关重要。

    4、cn 109900679a公开了一种测定钴基合金中硅、锰、钼、铁、钨含量的方法,包括以下步骤:1)样品前处理:称取钴基合金样品,加入消解剂,进行微波消解后冷却,再加入饱和明酸溶液进行密闭反应后,转移、定容,获得样品溶液;2)标准溶液的配制:选取基质溶液,加入待测元素,配成标准溶液;3)测定:分别将步骤2)配制的标准溶液、步骤1)中样品溶液进行电感耦合等离子体原子发射光谱仪检测,采用标准曲线法进行定量,获得样品溶液中硅、锰、钼、铁、钨元素的含量。该方法对钴基合金样品进行溶解,在使用多种类酸的同时,采用微波辅助消解,工艺相对复杂。

    5、cn 111307797a公开了一种钨铁中钨和硅含量联合测定方法,所述方法将试样过氧化钠熔融分解,盐酸酸化,硝酸氧化,使之生成不溶性淡黄色钨酸沉淀,为了使钨酸沉淀更完全加入有机沉淀剂-辛可宁,将沉淀过滤、洗涤、灼烧,除去杂质,得到纯净的三氧化钨,再计算出钨含量。该方法消解钨铁过程中采用的辅助试剂种类繁多,工艺操作较为复杂。

    6、综上所述,现有技术中缺少对钨硅合金中钨、硅成分同时检测的研究,对于钨硅合金的溶解,还需要根据材料的特性,选择合适的组合工艺及溶解液,使之能够将试样完全溶解,便于后续的含量检测,同时溶解工艺较为简单,成本较低。


    技术实现思路

    1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种钨硅合金的溶解方法及检测分析方法。所述溶解方法在冰浴环境下,利用氢氟酸和硝酸实现了钨硅合金的充分溶解,形成的澄清透明溶液用于后续检测分析,有助于提高检测结果的准确性,所述方法操作简单,所用试剂及操作较少,成本较低。

    2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

    3、第一方面,本发明提供了一种钨硅合金用于icp-oes分析的制样方法,所述制备方法包括如下步骤:

    4、冰浴环境下,在反应器内混合钨硅合金和氢氟酸得到混合液,而后向混合液中滴加硝酸,反应后得到澄清透明溶液。

    5、本发明中,为准确检测钨硅合金中的元素含量,需要将其进行充分溶解,由于合金中的元素钨和元素硅的化学性质截然不同,造成其溶解难度的增加,因而,本发明中在冰浴环境下先混合钨硅合金和氢氟酸,为后续反应建立hf环境;而后滴加硝酸进一步溶解合金,得到澄清透明溶液,达到上机检测的标准,可以用于icp-oes的检测分析;所述方法操作简单,无需复杂工艺,试样溶解效果较好,有利于提高后续检测的准确性,实现元素的定量分析,且成本较低,适用范围广。

    6、本发明所述钨硅合金呈块状或粉末状均可,只是粉末状钨硅合金的溶解速度更快。

    7、作为本发明的一个优选技术方案,所述钨硅合金中si的含量为28~30wt%,例如可以是28wt%、28.4wt%、28.8wt%、29.2wt%、29.6wt%或30wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

    8、作为本发明的一个优选技术方案,所述冰浴环境的温度为-3~0℃,例如可以是-3℃、-2.6℃、-2.2℃、-1.8℃、-1.4℃、-1℃、-0.6℃、-0.2℃或0℃,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

    9、值得说明的是,本发明所述混合和滴加反应过程全部在冰浴环境下进行,冰浴环境为溶解过程提供了低温环境,若温度过高会造成钨硅合金中硅元素的损失。

    10、作为本发明的一个优选技术方案,所述钨硅合金和氢氟酸的固液比为1g:25~35ml,例如可以是1g:25ml、1g:27ml、1g:29ml、1g:31ml、1g:33ml或1g:35ml,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

    11、优选地,所述氢氟酸的浓度为38~42wt%,例如可以是38wt%、38.5wt%、39wt%、39.5wt%、40wt%、40.5wt%、41wt%、41.5wt%或42wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

    12、作为本发明的一个优选技术方案,所述硝酸的浓度为65~68wt%,例如可以是65wt%、65.5wt%、66wt%、66.5wt%、67wt%、67.5wt%或68wt%,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

    13、作为本发明的一个优选技术方案,所述滴加的滴加速率为10~20min/滴,例如可以是10min/滴、12min/滴、14min/滴、16min/滴、18min/滴或20min/滴,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

    14、本发明中,所述硝酸的滴加速率为10~20min/滴(即每隔10~20min滴加一滴硝酸),若滴加过快会导致反应过快,体系中温度升高,从而造成钨硅合金中硅元素的损失,滴加过慢则会导致反应缓慢,增大时间成本。

    15、作为本发明的一个优选技术方案,所述反应的时间为2~4h,例如可以是2h、2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h或4h,但不限于所列举的数值,数值范围内其他未被列举的数值同样适用。

    16、作为本发明的一个优选技术方案,所述反应器包括聚四氟乙烯管。

    17、作为本发明的优选技术方案,本发明第一方面提供的钨硅合金的溶解方法包括如下步骤:

    18、在-3~0℃的冰浴环境下,在聚四氟乙烯管内以1g:25~35ml的固液比混合钨硅合金和浓度为38~42wt%氢氟酸得到混合液,而后以10~20min/滴的速度向混合液中滴加浓度为65~68wt%的硝酸,反应2~4h后得到澄清透明溶液。

    19、第二方面,本发明提供了一种钨硅合金的检测分析方法,所述检测分析方法包括:采用icp-oes法对第一方面提供的溶解方法得到的澄清透明溶液进行检测分析。

    20、本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值,还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

    21、所述系统是指设备系统、装置系统或生产装置。

    22、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    23、(1)本发明提供的溶解方法在冰浴环境下,利用氢氟酸和硝酸实现了钨硅合金的充分溶解,形成的澄清透明溶液能够达到上机检测的标准,便于后续检测使用;

    24、(2)本发明提供的溶解方法操作简单,无需复杂工艺,试样溶解效果较好,有助于提高检测的准确性,且成本较低,适用范围广。


    技术特征:

    1.一种钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述溶解方法包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述钨硅合金中si的含量为28~30wt%。

    3.根据权利要求1或2所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述冰浴环境的温度为-3~0℃。

    4.根据权利要求1-3任一项所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述钨硅合金和氢氟酸的固液比为1g:25~35ml;

    5.根据权利要求1-4任一项所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述硝酸的浓度为65~68wt%。

    6.根据权利要求1-5任一项所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述滴加的滴加速率为10~20min/滴。

    7.根据权利要求1-6任一项所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述反应的时间为2~4h。

    8.根据权利要求1-7任一项所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述反应器包括聚四氟乙烯管。

    9.根据权利要求1-8任一项所述的钨硅合金的溶解方法,其特征在于,所述溶解方法包括如下步骤:

    10.一种钨硅合金的检测分析方法,其特征在于,所述检测分析方法包括:采用icp-oes法对权利要求1-9任一项所述的溶解方法得到的澄清透明溶液进行检测分析。


    技术总结
    本发明提供了一种钨硅合金的溶解方法及检测分析方法,所述溶解方法包括如下步骤:冰浴环境下,在反应器内混合钨硅合金和氢氟酸得到混合液,而后向混合液中滴加硝酸,反应后得到澄清透明溶液。本发明提供的溶解方法冰浴环境下,利用氢氟酸和硝酸实现了钨硅合金的充分溶解,形成的澄清透明溶液用于后续检测分析,有助于提高检测结果的准确性,所述方法操作简单,所用试剂及操作较少,成本较低。

    技术研发人员:姚力军,边逸军,许锦霓
    受保护的技术使用者:宁波江丰电子材料股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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