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.

  1. 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.

    1. Выключение масс-спектрометра проводят в соответствии с инструкцией по эксплуата­ции.

  1. Градуирование масс-спектрометра

    1. Масс-спектрометры модели МХ-7203 градуируют по чистому водороду или с использо­ванием стандартных образцов (СО) состава алюминиевых сплавов с аттестованной массовой долей водорода.

    2. 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;

о — площадь под кинетической кривой выделения водорода из СО, см2.

Второй СО анализируют в случае нарушения режима работы масс-спектрометра.

5.6 Обработка результатов

  1. Массовую долю водорода в анализируемом образце Хг, млн-1, вычисляют с использова­нием ЭВМ в соответствии с инструкцией по эксплуатации масс-спектрометра.

  2. Массовую долю водорода в анализируемом образце Хг> млн-1, без использования ЭВМ с градуированием по СО вычисляют по формуле

(5)

  1. 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,

  1. т11

  1. М

    (7)

    ассовую долю водорода в анализируемом образце Xv млн без использования ЭВМ с градуированием по чистому водороду вычисляют по формуле

Хг = 89 ■
1т

где 89 — коэффициент, млн-1 ■ г/см3;

jK^. — градуировочный коэффициент масс-спектрометра по чистому водороду, см3/см2.

  1. 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.ьч

11т

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 формуле

г - ' 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 формуле

в _ ^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 А
(справочное)

Библиография

[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