Способ изготовления излучателей для рентгенофлуоресцентного анализа

 

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к рентгенофлуоресцентному анализу простых и сложных оксидных систем. Цель изобретения - упрощение процесса изготовления излучателей, повышение их качества, расширение числа анализируемых материалов. Анализируемое вещество смешивают с флюсом в соотношении от 2:1 до 40:1. В качестве флюса используют дигидроортофосфат лития, нагревают его до температуры плавления метафосфата лития, выдерживают при этой температуре до полного удаления воды, охлаждают до температуры окружающей среды и измельчают. При добавлении во флюс 5-25 мас.% карбоната лития его смешивают с анализируемым материалом в соотношении от 8:1 до 40:1. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

А1

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) . (g1)g G 0i N 23/223, 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOjCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТийМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 46 72592/24-25 (22) 04 ° 04. 89 (46) 15.10.90. Бюл. Р 38 (72) Н.И. Шевцов, А.Б. Бланк, И.И. Миренская и З.M. Нартова (53) 539.1.03./06 (088.8) (56) Афонин В.П. и др. Рентгенофлуоресцентный силикатный анализ. Новоси-. бирск: Наука, 1984, с. 146.

Патент ФРГ Р 2153758, кл. G 01 N 1/28, 1976. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ

ДЛЯ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА (57) Изобретение относится к аналитической химии, в частности к рентгенофлуоресцентному анализу простых и.

Изобретение относится к аналити- . ческой химии, а именно к способам подготовки проб к рентгенофлуоресцентному анализу, и может быть использовано для анализа шихты, монокристаллов и керамики на основе. простых и сложных оксидов.

Цель изобретения — упрощение про. цесса изготовления излучателей, повышение их качества, расширение числа анализирусмых материалов.

По предлагаемому способу дигидроортофосфат лития нагревают до темпе» ратуры плавления метафосфата лития, выдерживают при этой температуре не менее 40 мин до полного удаления во-.. ды, охлаждают плав до температуры окружающек среды измельчают смешива», ют с анализируемым материалом в соот

2 сложных оксидных систем. Цель изобре,тения — упрощение процесса изготовления излучателей, повьппение их качест. ва, расширение числа анализируемых материалов. Анализируемое вещество смешивают с флюсом в соотношении or 2: 1 до 40: 1. В качестве флюса используют дигидроортофосфат лития, нагревают его до температуры плавления метафосфата лития, выдерживают при этой температуре до полного удаления воды, охлаждают до температуры окружающей .

:среды и измельчают. При добавлении во флюс 5 — 25 мас.% корбоната лития его смешивают с анализируемым материалом в соотношении от 8:1 до 40:1.

1 з.п.ф-лы, 2 табл. И ношении от 2:1 до 40:1 по массе, рас плавляют полученную смесь и при ее охлаждении формируют излучатель; для

: расширения числа анализируемых материалов во флюс добавляют 5 — 25 мас Х карбоната лития, а флюс и анализируемое вещество в этих условиях берут. в отношении от 8:1 до 40: 1 по массе.

В процессе нагревания дигидроортофосфата лития при 350-400 С происхо-,,дит его превращение в метафосфат лиЬия по схеме:

ЬаН РО LiPO + Н О 1

Для полного удаления воды из полу ченного вещества его необходимо расплавить и выдержать в расплавленном состоянии не менее 40 мин. Одновременно в результате такой обработки

1599734 снижается гигроскопичность флюса и повышается его реакционная способность, что объясняется полимеризацией соли по схеме:

zLiP0, (LiP0 )x где х = 4-6.

Так, при подготовке рентгенофлуоресцентному анализу купрата иттриябария его смешивают в отношении 1,",10 по массе с флюсом, полученным в результате нагревания дигидрофосфата лития до 660 С и выдержки при этой температуре в течение 1 ч или в результате нагревания дигидроортофосфата лития до 670 С (температура плавления метафосфата лития) и вы"; . держки при этой температуре в течение

15, 30, 40 или 50 мин; после смешения анализируемого вещества и флюса смесь нагревают до 780 С, выдерживают при этой температуре 20 мнн, а затем формируют излучатель. При этом только те излучатели, которые изготав"25

Ъ .ливали путем оплавления купрата иттрия-бария с метафосфатом лития, выдержанным в процессе его получения в расплавленном состоянии в течение не менее 40 или 50 мин, были однородными, стекловидными, не гигроскопичными и, следовательно, пригодными, для рентгенофлуоресцентного анализа.

; В то же время излучатели, изготовлен,ные путем сплавления анализируемого

35 материала с флюсом, которыи в процессе его получения выдерживался нри. о

660 С, т.е. ниже температуры плавления метафосфата лития, были неоднородными и содержали газовые включе- 4 ния, а излучатели, изготовленные путем сплавления анализируемого материала с флюсом, который в процессе его.получения выдерживался при температуре плавления метафосфата лития (670 С) менее 40 мин,.были гигроскопичными (табл. 1).

В табл. 1 приведены свойства плавня в зависимости от условий получе.— ния.

В табл. 2 приведены свойства излучателей в зависимости от флюса.

Для разных анализируемых материалов массовое отношение флюса и анализируемого материала может меняться в пределах от 2: 1 до 40: 1. Если ука- 55 занное отношение меньше 2:1, пробы не сплавляются или же получаемые слитки неоднородны; при .отношении, превышающем 40:1, слишком мал получаемый аналитический сигнал, вследствие че,го снижается точность анализа.

Температура, при которой производят сплавление анализируемого материала с флюсомю зависит от свойств анализируемого материала и согласно полученным экспериментальным данным составляет 700 — 1000 С.

Пример 1. 100 г дигидроортофосфата лития постепенно нагревают в фарфоровой чашке до 67О С, выдерживают при этой температуре 40 мин, затем охлаждают до температуры окружающей среды и измельчают до частиц с линейными размерами не более 1 мм;

10,00 r полученного таким путем метафосфата лития смешивают с 1,0000 г. купрата иттрия-бария в виде порошка.

Смесь помещают в тигель из стеклоуглерода, который устанавливают в муфельную печь, нагретую до 750 С. При этой температуре тигель с содержимым выдерживают 20 мин, периодически перемешивая содержимое встряхиванием тигля; затем тигель извлекают из печи и выливают расплав в другой тигель из стеклоуглерода диаметром, необходимым для последующих рентгенофлуоресцентных измерений, или же охлаждают расплав непосредственно в тигле, используемым для сплавления (в послед; нем случае тигель для сплавления также должен иметь заданный диаметр).

После охлаждения в течение 10 мин получают излучатель в виде однородного стеклообразного диска, который помещают в прободерж. тель спектрометра и выполняют анализ. Полученный из-, лучатель можно сохранять и многократно использовать для рентгенофлуоресцентных измерений в течение года и более.

Пример 2.. Ниобат лития измельчают до порошка с линейными размерами частиц не более 300 мкм. Навеску З,ОООО r порошковой пробы анализируемого вещества смешивают с

9,00 г флюса, содержащего 25Х карбоната лития и 757. метафосфата лития, полученного так, как описано в примере 1, но с выдержкой при 670 С в течение 50 мин.

Смесь помещают в тигель из стеклоуглерода, который устанавливают в муфельную печь, нагретую до 900 С и заполненную газообразным диоксидом углерода. При этой температуре тигель

99734 о Время обработТемпература, С Своиства плавня ки, мин

Гигроскопнчен газовые включения

Гигроскопичен

670

670

Гигроскопичен при хранении

Не гигроскопичен при длительном хранении

670

670

5 15 с содержимым выдерживают 20 мин. Далее поступают, как указано в примере 1.

Пример 3, Навеску 0,5000 r лантан-галлий-силиката в виде порошка смешивают с 8,00 r флюса, содержащего 25% карбоната лития и 75Х метафосфата лития, полученного так, как описано в примере 1. Смесь помещают в тигель из стеклоуглерода, который помещают в муфельную печь нао

Э гретуо до 980 С. Далее поступают, как указа;.о в примере 2.

Предлагаемый способ позволяет осуществить рентгенофлуоресцентный анализ большего числа оксидных материалов, чем прототип.

Применение предлагаемого способа позволяет упростить стадию подготовки пробы к анализу; при этом нет необходимости применять специальные металлические чашки или кольца с подклеейной металлической фольгой; излучатели имеют гладкую поверхность, не требующую их дополнительной механической обработки.

Способ обеспечивает повышение качества излучателей по сравнению с прототипом: излучатели не гигроско-. пичны, однородны (не содержат жидких включений и посторонних фаз), имеют хорошие физико-механические свойства (высокую механическую прочность).

Благодаря улучшению качества излучателей обеспечивается существенное . повышение точности рентгенофлуоресцентного анализа — относительное . стандартное отклонение (Sr) по спо со6у в 3-7 раз ниже, чем по прототипу. Обеспечивая также снижение пределов обнаружения легких элемектов в

2-3 раза, так как измерения можно проводить в вакууме и без защитной пленки на пробе.

10 Формула из обретения

1. Способ изготовления излучателей для рентгейофлуоресцентного анализа сверхпроводящих материалов на основе сложных оксидов, включающий сплавление пробы анализируемого вещества с флюсом на основе соли фосфатной кислоты и формирование.излучателей, отличающийся тем, 20 что, с целью упрощения процесса изготовления излучателей и повьппения их качества, в качестве флюса используют дигидроортофосфат лития, нагревают его до температуры плавления метафосфа25 та лития, выдерживают при этой температуре до полного удаления воды, охлаждают до температуры окружающей среды, измельчают и смешивают с анализируемым материалом в соотношении

30 2:1 — 40:1.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения числа анализируемых материалов, во флюс добавляют 5- 25 мас.Х карбоката лития и смешивают его с анализи35 руемым материалом в соотношении 8:1

40: 1.

Таблица

1599734

Таблица 2 аивгэзэяруегега веиество

Нупрат иттряябврив

800 800

800

Be сплавляется

Сплавляется

Сплавляется

LiP0 - 100X

ИРО - 100X

ИРО - 1ООХ

1г!

2гt

20с!

40г!

Сплавляется

Иро - 100X

L jPOs 100X

800

50г !

980 Не сплавляется

811

20: !

Be сплавляется

960

Следы.алхыииия в фазе нетафосфата лития

Ие солазлзется

960

Фаза нетафосфата лития содерзит алзеиння

7гг

960 Сплавляется

960

Сплавляется

Сплавляется ег1

Излучатели иа стеяловядиые, неодиородныв по оНзену и не пригодные для последунгяего анализа

Сплввляетсн

960

4s1

Иро» - 95Х

И СО 5Х:

Сплавляется

960

Иининально изнеряегвге значения аязлнтнчесзнх сигналов

LiPO 95X

И со 5Х

Ннзхие (не нзнеряегезе) значения вналятячесхнх сигналов

Сплавляется

Силнхат лаитаиагвллия,LiP01 - 9SX

Li CO,- 5X

LiPO - 75Х

Lie ÑÎ1 25Х

Не сгглавляется

Сплавляется

98 0

1 ° 8

811

98О

Составитель В, Простакова

Редактор Т. Парфенова Техред д.0лийнык Корректор А. 0бручар

Тираж 501

Подписное

Заказ 3138

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская,наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат ."Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Онсвд эггззгияяя LiPO, - 97%

Игсо - ЗХ

Ь1РОг - 97X

И,СО, - 3Х

LiPO1 95Х . LieCO «5X

ИРОг - 95X

Игсс,- 52

Oscar алзааппгя ip03 - 80Х

ИРСО - 20X

I 1PO » «76Х

1Л СО - 24X

LiPO 70X

ИгСО - ЭОХ

Оптинальное зяачениа авалитичеснях сигналов

Кииинально изнерзегаге значе нйя аналитячесхях сигналов

Нязхие (не нэнеряеные) значения аналятнчесхих сигналов