I — площадь под кинетической кривой выделения «поверхностного» водорода, 5Ї, см'"; II — площадь под кинетической кривой выделения анализируемого водорода, Лїі, смг
Рисунок 5 — Кинетическая кривая при экстракции водорода из образца
водорода, равного значению фона или превышающего это значение на 10—15 % (рисунок 5). Удаление образца из зоны нагрева — по 5.4.14.
Для проведения анализа другой серии образцов проводят следующие операции:
выключают печь сопротивления, снимают ее с экстракционной трубки;
перекрывают вентиль VHI и открывают высоковакуумный вентиль VH4, испаряют жидкий азот из ловушки аналитической системы;
перекрывают вентили VH4, VH7;
выключают форвакуумный насос и впускают воздух в экстракционную трубку, для этого открывают вентили VH6 и VH8;
вынимают из шлифа экстракционную трубку и удаляют вакуумную смазку со шлифа ватой, смоченной в бензине;
помещают в загрузочную трубку новую серию образцов, шарик, толкатель;
наносят на шлиф вакуумную смазку, вставляют шлиф экстракционной трубки и водоохлаждаемый шлиф и притирают;
закрывают вентиль VH8 и создают в экстракционной трубке форвакуум, открыв вентиль VH6;
закрывают вентиль VH6, открывают вентиль VH7 и высоковакуумный вентиль VH4 и откачивают систему на высокий вакуум. Далее поступают, как указано в 5.4.5 — 5.4.17.
Выключение масс-спектрометра проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
Градуирование масс-спектрометра
Масс-спектрометры модели МХ-7203 градуируют по чистому водороду или с использованием стандартных образцов (СО) состава алюминиевых сплавов с аттестованной массовой долей водорода.
Градуирование масс-спектрометра по чистому водороду
Градуировочный коэффициент К^, см3/см2, вычисляют по формуле
2,24- 104-Р- V (3)
- R(273+t)-Sw-l ’
где 2,24 • 104 — объем одного грамм-моля водорода, см3;
Р — исходное давление водорода в калиброванном объеме, Па;
V— калиброванный объем, см3;
R — универсальная газовая постоянная, см3 • Па/моль • град;
t — температура в помещении, °С;
5кал — площадь диаграммы под кинетической кривой, см2 (рисунок 4);
1 — один грамм-моль водорода.
Градуировочный коэффициент устанавливают как среднее арифметическое результатов трех измерений (рисунок 4).
5.5.3 Градуирование масс-спектрометра по стандартным образцам
Градуировочный коэффициент определяют с использованием стандартных образцов следующим образом:
одновременно с серией анализируемых образцов загружают два стандартных образца;
анализируют первый СО в соответствии с инструкцией по эксплуатации масс-спектрометра;
градуировочный коэффициент масс-спектрометра по СО К^, г ■ млн-1/см2, вычисляют по формуле
_ (%со+ ■ т (4)
ЛСО - сП >
д СО
где Jfco — аттестованная массовая доля водорода в СО, млн-1;
— массовая доля «высокотемпературного» поверхностного водорода для образца данного сплава, млн-1;
т — масса образца, г;
5£о — площадь под кинетической кривой выделения водорода из СО, см2.
Второй СО анализируют в случае нарушения режима работы масс-спектрометра.
5.6 Обработка результатов
Массовую долю водорода в анализируемом образце Хг, млн-1, вычисляют с использованием ЭВМ в соответствии с инструкцией по эксплуатации масс-спектрометра.
Массовую долю водорода в анализируемом образце Хг> млн-1, без использования ЭВМ с градуированием по СО вычисляют по формуле
(5)
т 11 ’
где 5П — площадь под кинетической кривой выделения водорода из анализируемого образца, см2 (рисунок 5);
Хц — массовая доля «высокотемпературного» поверхностного водорода для образца данного сплава, млн -1.
Площадь 5П измеряют планиметрированием, допускается измерение взвешиванием.
Для измерения взвешиванием вырезают квадрат из диаграммной ленты со стороной 10 см, площадью 5j 100 см2, взвешивают на аналитических весах с погрешностью не более 0,001 г (масса т,). Вырезают из диаграммной ленты участок, соответствующий площади, которая ограничена с одной стороны кривой выделения водорода из анализируемого образца, с другой — линией фона (рисунок 5 — II); взвешивают этот участок диаграммной ленты (масса т2) и вычисляют площадь 5П, см2, по формуле
т
(6)
,5ц = -1 • 5,
т11
М
(7)
ассовую долю водорода в анализируемом образце Xv млн без использования ЭВМ с градуированием по чистому водороду вычисляют по формулеХг = 89 ■
1т
где 89 — коэффициент, млн-1 ■ г/см3;
jK^. — градуировочный коэффициент масс-спектрометра по чистому водороду, см3/см2.
Для определения массовой доли «высокотемпературного» поверхностного водорода используют дегазированные прутки — см. 4.5.2.
При градуировании масс-спектрометра по чистому водороду из дегазированных прутков вытачивают образцы по 4.2.1 и проводят их анализ, как указано в 5.4; массовую долю «высокотемпературного» поверхностного водорода Xft, млн-1, рассчитывают по формуле
•
(8)
,=в.ьч11т
где Kj. — градуировочный коэффициент масс-спектрометра по чистому водороду, см3/см2;
5ft — площадь под кинетической кривой выделения водорода из анализируемого дегазированного образца, см2.
Среднее значение массовой доли «высокотемпературного» поверхностного водорода для каждой марки сплава и принятых размеров образца определяют по результатам параллельного анализа 15—20 образцов.
При градуировании масс-спектрометра по стандартным образцам массовую долю «высокотемпературного» поверхностного водорода определяют следующим образом:
из дегазированного прутка и из прутка стандартного образца вытачивают по 4.2.1 два образца, проводят их анализ по 5.4;
определяют значения площадей под кинетическими кривыми выделения водорода соответственно для СО (5 со ) и дегазированного образца (5ft ), как указано в 5.6.2;
в
(9)
ычисляют градуировочный коэффициент масс-спектрометра Ксо по формулег - ' т
ЛСО - сП С.Д >
Л СО 15 П
где Хсо — аттестованная массовая доля водорода в СО, млн 1.
М
(Ю)
ассовую долю «высокотемпературного» поверхностного водорода Xft , млн-1, рассчитывают по формулев _ ^СО ' *^П 11т
Среднее значение массовой доли «высокотемпературного» поверхностного водорода для каждой марки сплава и принятых размеров образца определяют по результатам параллельного анализа 15—20 образцов.
5.6.5 Расхождения результатов не должны превышать значений, указанных в таблице 3.Массовая доля водорода |
Допускаемое расхождение |
|
результатов параллельных определений |
результатов анализа |
|
От 0,06 до 0,13 включ. |
0,02 |
0,03 |
Св. 0,13 » 0,22 » |
0,03 |
0,04 |
» 0,22 » 0,31 » |
0,04 |
0,05 |
» 0,31 » 0,45 » |
0,05 |
0,07 |
» 0,45 » 0,70 » |
0,06 |
0,08 |
Таблица 3
П
В млн
РИЛОЖЕНИЕ АБиблиография
[1] ТУ 25-7401-014—87 Масс-спектрометр МХ-7203 (Производственное объединение «Электрон» — г.Сумы)
УДК 669.24 : 083.74 : 006.354 МКС 77.040 В59 ОКП 17 3230
Ключевые слова: алюминий, сплавы алюминиевые, метод определения водорода, аппаратура, материалы, реактивы, анализ
Редактор Л. Я. Нахимова
Технический редактор S.H. Прусакова
Корректор Н.Л. Шнайдер
Компьютерная верстка С.В. Рябовой
Изд. лиц. № 021007 от 10.08.95. Сдано в набор 17.05.99. Подписано в печать 02.07.99. Усл.печл. 1,86. Уч.-издл. 1,47.
Тираж 285 экз. С 3264. Зак. 538.
ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва, Колодезный пер., 14.
Набрано в Издательстве на ПЭВМ
Филиал ИПК Издательство стандартов — тип. “Московский печатник”, Москва, Лялин пер., 6
Плр № 080102