碳化硅中碳化硅含量的检测及全碳的换算方法
摘要
关键词
碳化硅;重量法;全碳;检验周期;二氧化硅
正文
1 绪论
通过研发的新方法进行试验分析,得到的数据稳定,无论从量值溯源到国家标准物质,还是试样分析的稳定性,都满足标准的要求。该方法处理试样阶段加入试剂量较多,可以完全去除各类工艺生产的碳化硅产品中的杂质元素,精确低提纯碳化硅物质,得到准确的数据。 本方法的关键点试样的处理过程,经过本方法的前期处理,可以有效地提纯出碳化硅物质,去除掉其中含有的各类杂质,精准地分析脱氧剂碳化硅的含量。
2 实验部分
2.1 实验原理
试样经氢氟酸一硝酸一硫酸处理,使游离硅及二氧化硅生成挥发性的四氟化硅逸出,加入焦硫酸钾去除碳化硅中铝、硫的干扰影响。加用盐酸浸取使表面杂质溶解,过滤、洗涤、灰化,800℃±10℃高温炉中烧50分钟后放入干燥器取出,称量、灼烧直至恒重。滤液保留测定残余元素,测定残留物的质量从而计算出碳化硅的质量分数。
2.2 试剂:
2.2.1 焦硫酸钾(分析纯)。 2.2.2硫酸(1+1)。
2.2.3硝酸(密度为1.42g/gm)。 2.2.4氢氟酸(质量分数不小于40%)。
2.2.5硝酸P1.42g/L。 2.2.6盐酸(1+1)。
2.3.1碳化硅含量50.00%-99.00%称取1.000g试样,准确至0.0001g。
2.3.2 测定随同试样做空白分析
称取试样约 1g于30mL瓷锅中,精确至0.0001g,将试样移入铂金皿中,(碳高时放入800℃马弗炉灼烧2小时后取出,放入干燥器,冷却至室温。冷却后将试样移入铂金皿中,)用毛刷将残余粉末刷入铂金皿,加入少量水润湿,加入氢氟酸(1.4)20mL,硝酸(1.5)10滴,硫酸(1.2)5 滴,于850度的电热板砂浴直至硫酸烟发尽,取下冷却。加焦硫酸钾(1.1)6g。将铂金皿放入马弗炉,由低温开始加热,在200℃下保持10min。然后逐渐升温至780℃±10℃,取出稍冷。
在铂金皿中加入(1+1)盐酸(1.6)100mL,置于850度电热板上加热至微沸,将铂金皿连同酸处理的残渣进行熔盐后,倒入250毫升烧杯中煮沸,取下稍冷。将烧杯中液体用中速滤纸进行过滤,用热盐酸水(1.7)将烧杯中固体洗入漏斗,用热盐酸水(.1.7)洗涤滤纸及残渣至无铁离子(用硫氰酸铵进行测试),用热的蒸馏水洗涤滤纸及残渣至无酸性为止(用PH试纸测试)。将残渣及滤纸放入已灼烧至恒重的铂皿中,低温800度灰化滤纸后。再放入800℃±10℃高温炉中烧50分钟后放入干燥器取出,称量、灼烧直至恒重。稍冷放入干燥器中冷却至室温,称量,按式3计算碳化硅含量。
2.5结果计算
计算试样中W(SiC)的百分含量, 以质量分数(%)表示:
……………………(1)
式中:
m(残)——残渣及铂皿的质量,单位为克(g);
m(空)——空铂皿的质量,单位为克(g);
m ——试样的质量,单位为克(g)。
计算结果表示到小数点后两位。
3..允许误差应符合表1规定。
表1
质量分数范围% | 允 许 误 差 % |
≤2.50 | ≤0.12 |
>2.50~10.00 | ≤0.20 |
>10.00~20.00 | ≤0.30 |
>30.00~40.00 | ≤0.40 |
>40.00~50.00 | ≤0.50 |
>40.00~50.00 | ≤0.60 |
>50.00 | ≤0.70 |
4.样品分析对照表: 表2
名称 | 编号 | 标准值SiC | 分析值 | 差值 |
碳化硅 | YSBC28686-2021 | 72.02 | 71.37 | 0.65 |
碳化硅 | YSBC28686-2021 | 72.02 | 71.35 | 0.67 |
碳化硅 | YSBC28686-2021 | 72.02 | 71.39 | 0.63 |
碳化硅 | YSBC28687-2021 | 83.09 | 82.5 | 0.59 |
碳化硅 | YSBC28688-2021 | 83.09 | 82.58 | 0.51 |
碳化硅 | YSBC28688-2021 | 83.09 | 82.50 | 0.59 |
碳化硅 | YSBC28688-2021 | 83.09 | 82.48 | 0.61 |
碳化硅 | ZBN431 | 90.86 | 90.5 | 0.36 |
碳化硅 | ZBN431 | 90.86 | 90.45 | 0.41 |
碳化硅 | 1号试样 | 59.20 | ||
碳化硅 | 1号试样 | 59.38 | ||
碳化硅 | 1号试样 | 59.07 | ||
碳化硅 | 1号试样 | 59.11 | ||
碳化硅 | 2号试样 | 63.10 | ||
碳化硅 | 2号试样 | 62.95 | ||
碳化硅 | 2号试样 | 62.77 | ||
碳化硅 | 2号试样 | 63.25 |
5.1 TC=SiC%×0.2996 +F.C
5.2 SiC 转换成C的换算系数—— 0.2996
6. 试验报告结论:
通过研发的新方法进行试验分析,得到的数据稳定,无论从量值溯源到国家标准物质,还是试样分析的稳定性,都满足标准的要求。该方法处理试样阶段加入试剂量较多,可以完全去除各类工艺生产的碳化硅产品中的杂质元素,精确低提纯碳化硅物质,得到准确的数据。
本发明创造的关键点:
本方法的关键点试样的处理过程,经过本方法的前期处理,可以有效地提纯出碳化硅物质,去除掉其中含有的各类杂质,精准地分析脱氧剂碳化硅的含量。
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参考文献
GBT 16555-2017 含碳、碳化硅、氮化物耐火材料化学分析方法
JBT52042018碳化硅脱氧剂化学分析方法
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