---

ПОРОШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

ГОСТ 27417-87

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ПОРОШКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ

ГОСТ

Методы определения кислорода

Metal powders. Methods for
determination of oxygen

ОКСТУ 1709

4

Срок действия с 01.01.89 до 01.01.91

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

э

Настоящий стандарт устанавливает методы определения кис­лорода (при массовой доле кислорода от 0,01 до 2,0%) в порош­

ках железа,

меди, никеля и кобальта

путем

восстановительной

кстракции кислорода в виде оксида углерода (II) при плавлении металлического порошка в графитовом тигле в токе инертного газа с последующей хроматографической либо кулонометрической ре­гистрацией выделившегося оксида углерода.

Рекомендации к выбору методов определения кислорода в ме­

таллических порошках и интерпретации полученных результатов приведены в приложении.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

   1. Массовую долю кислорода в пробе металлического порош­ка определяют в трех параллельных навесках. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результа­тов трех параллельных определений (при доверительной вероят­ности 0,95), если разность наибольшего-и наименьшего определе­ний не превышает абсолютных допускаемых расхождений, указан­ных в стандарте.

   2. Взвешивание навесок массой до 0,1 г проводят с погреш­ностью не более 0,0001 г. При массе анализируемой навески более 0,1 г допускается взвешивание с погрешностью не более 0,0005 г.

П

Издание официальное

ерепечатка воспрещена

Издательство стандартов, 198

Результаты анализа считают правильными, если разность из­меренной и аттестованной массовых долей кислорода в стандарт­ном образце не превышает половины допускаемого расхождения на уровне аттестованного значения. Если разность превышает ука­занные значения, анализ необходимо повторить.

1. 9. Требования безопасности — по ГОСТ 14316—82.

2. ОТБОР ПРОБ

3. Отбор проб для анализа проводят по ГОСТ 23148—78.МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПЛАВЛЕНИЕМ С ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИЕЙ

Метод основан на выделении кислорода, содержащегося в ме­

таллическом порошке (независимо от формы его нахождения), в виде оксида углерода (II) при кратковременном (импульсном), нагреве порошка металла в графитовом тигле до температуры 2000—2500°С в токе геллия с последующим измерением выделив­шегося оксида углерода (II) с помощью газового хроматографа.

Установка для определения кислорода (чертеж) состоит из баллона с гелием 1, редуктора 2, газовых магистралей 3; импульс­

н

(хроматограф ЛХМ-72

нала детектора газового

хроматографа

ой печи для восстановительного плавления 4; газового хромато­графа типа ЛХМ-72 5; устройства регистрации и обработки сиг­комплектуется потенциометром КСП-4) 6; системы питания им­пульсной печи 7; устройства управления режимом работы импульс­

ной печи 8.

Нагрев тигля в импульсной печи сопротивления осуществляет­ся прямым пропусканием тока через тигель.

Система питания импульсной печи установки обеспечивает формирование импульса тока через графитовый тигель с силой тока 500—600 А при напряжении на тигле 10—12 В, длительность импульса тока 5—40 с.

Тигель из графита ОС-2 по НТД с наружным диаметром (6±0,1) мм, высотой (16±0,2) мм, глубиной отверстия (13± ±0,2) мм, толщиной стенки (1,5±0,1) мм.

Допускается применение тиглей других размеров и из других марок графита при условии стабильности их электросопротивле­ния, отсутствия примесей, искажающих результаты определения, и уточнении режимов экстракции кислорода из пробы.Весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104—80, 2-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 20 г.

Секундомер.

Пинцет медицинский по ГОСТ 21241—77.

Гелий газообразный с массовой долей гелия не менее 99,985%.

Цеолит синтетический 5А (СаА) зернистостью 0,25—0,50 мм.

Стандартные образцы, для которых режим восстановительного плавления близок к режиму восстановительного плавления анали­зируемых проб.

Перед началом анализа готовят согласно инструкции к работе хроматограф, устанавливают режим работы и диапазон измерения хроматографа.

Тигли, отобранные для анализа, дегазируют в печи импульс­ного нагрева при температуре 2600°С в потоке гелия в течение 5 с.

Устанавливают с помощью элементов регулировки системы питания импульсной печи температуру и время экстракции кисло­рода из анализируемого порошка. Температуру экстракции выби­рают в соответствии с п. 1.3 настоящего стандарта. Длительность импульса тока, нагревающего графитовый тигель, для тиглей с размерами, указанными в п. 3.2 настоящего стандарта, при экс­тракции кислорода из всех порошков устанавливают равной (5,0±0,2) с.

В соответствии сп. 1.5 выполняют измерения с дегазирован­ными тиглями без металлических порошков (холостой опыт) и измерения с порошком стандартного образца (градуировочный опыт).

По полученным данным вычисляют градуировочный коэффи­циент (Д), г/мм², по формуле

С-1П
(^1—5о) • 100

где с — массовая доля кислорода в стандартном образце, %;

mi — масса навески стандартного образца, г;

Si — площадь пика оксида углерода (II), определенная по хроматограмме при анализе стандартного образца, мм²;

5₀ — площадь пика оксида углерода (II), определенная по хроматограмме при холостом опыте, мм².

Допускается вместо значения площади использовать значение высоты пика хроматограммы. В этом случае градуировочный ко­эффициент имеет размерность г/мм.

Массу навески определяют по ориентировочной массовой доле

кислорода в анализируемом порошке в соответствии с выбран­

и

ным

апазоном измерения хроматографа в соответствии с табл.ГОСТ 27417—87 С. 5

Таблица 1

Массовая доля кислорода,

Диапазон
измерения
хроматографа

Масса навески, г

От 0,01 до 0,10 включ.

Св. 0,10 » 0,50 »

» 0,50 »1,50 »

» 1,50 » 2,00 »

1:8

1 : 16

1 : 16

1 :32

0,10 до 0,050 »

0,030 »

0,005 »

0,30

0,150

0,100

0,050

включ.

Анализируемый порошок помещают в предварительно дегази­рованный и взвешенный тигель. Взвешивают тигель с порошком, и массу навески определяют по разности масс тигля с порошком и пустого тигля.

Тигель с анализируемым порошком устанавливают в печь им­пульсного нагрева между электродами. Потоком гелия (или дру­гого инертного газа) продувают камеру печи в течение 1—2 мин для удаления воздуха, затем переключают газ-носитель на хро­матограф и продолжают продувку до полного вытеснения возду­ха из системы. Отсутствие воздуха в системе контролируют по стабилизации линии хроматограммы.

Нагревают тигель с навеской одним импульсом тока. Пара­метры температуры и времени нагрева в соответствии с п. 3.3.

х= . к

т₂’

где S₂— площадь пика оксида углерода (II) на хроматограм­ме, мм²;

So — площадь пика оксида углерода (II) на хроматограмме при холостом опыте, мм²;

т₂— масса навески анализируемого порошка, г;

К — градуировочный коэффициент, г/мм².

Таблица 2

Массовая доля кислорода, %

Абсолютное допускаемое
расхождение, •%

От 0,01 Св. 0,02

» 0,05 » 0,10 » 0,20 » 0,50 » 1,0

до 0,02 > 0,05 » 0,10 » 0,20 » 0,50 > 1,00 » 2,5

включ.
»
»

»

0,005 0,008 0,015 0,03 0,04

0,06 0,10

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ ПЛАВЛЕНИЕМ С КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИМ ИЗМЕРЕНИЕМСущность методаМетод основан на выделении кислорода, содержащегося в ме­таллических порошках, в виде оксида углерода (II) при кратко­временном (импульсном) нагреве порошка в графитовом тигле в потоке аргона с последующим доокислением оксида углерода (II) до оксида углерода (IV) и измерением массовой доли оксида уг­лерода (IV) кулонометрическим титрованием.

Анализатор АК-7516П. Допускается использование анализатора АК-7516.

Графитовые тигли, реактивы, растворы, газы в соответствии с техническим описанием анализатора.

Стандартные образцы — в соответствии с п. 3.2.

Установить рекомендованный режим анализа металлических порошков: температура— в соответствии с п. 1.3, длительность нагрева — 40 с.

Режим дегазации графитового тигля: температура 2600°С, дли­тельность нагрева — 60 с.

Масса навески — 0,3—1,2 г.

Анализ проводят в соответствии с техническим описанием анализатора.

Абслоютные расхождения результатов трех параллель­ных определений не должны превышать допускаемых значений (при доверительной вероятности 0,95), приведенных в табл. 2.ПРИЛОЖЕНИЕ

Рекоменд уемое

Рекомендации по выбору методов определения кислорода
в металлических порошках и интерпретации полученных результатов

1. В условиях измерения потери массы при прокаливании в водороде 1000—1200°С (ГОСТ 18897—73) полностью восстанавливается только часть оксидов металлов, присутствующих в металлическом порошке в виде случай­ных или легирующих примесей (например, оксиды меди, железа, кобальта, никеля, олова, свинца, вольфрама, молибдена). Оксиды таких металлов, как например, хром, марганец, ванадий, титан восстанавливаются только частично (тем больше, чем выше температура и меньше влажность водорода). Оксиды щелочных, щелочноземельных, большинства редкоземельных металлов, алюми­

ния, кремния, циркония и других в водороде практически не восстанавлива­ются. Это обусловливает меньшую величину потери массы при прокалива­нии по сравнению с общим содержанием кислорода и зависимость этой вели­чины от условий восстановления.

2. Металлоиды, содержащиеся в металлическом порошке (углерод, азот, сера, фосфор), при восстановлении в водороде могут реагировать с водоро­дом или с оксидами, содержащимися в порошке, образуя летучие соединения, что дает дополнительный вклад в измеряемую потерю массы при прокалива­нии в водороде.

3. Углерод, содержащийся в металлическом порошке, может восстанавли­вать часть оксидов, не восстановимых водородом, что приводит к зависи­мости измеряемой потери массы при прокаливании в водороде от содержания углерода.

4. Примеси металлов с большим сродством к кислороду (хром, алюми­ний, цирконий, титан и др.) могут частично окисляться во время прокалива­ния в водороде как за счет следов кислорода и влаги, присутствующих в во­дороде, так и за счет кислорода, связанного с легко восстановимыми окси­дами. Следствием этого является занижение измеряемой величины или даже прирост массы порошка металла при прокаливании в водороде.