ГОСТ 13637.1-93

ГОСТ 13637.1–93 ガリウム。アルミニウム、ビスマス、鉄、ケイ素、マグネシウム、マンガン、銅、ニッケル、スズ、鉛、クロム、および亜鉛の原子発光分析法

ГОСТ 13637.1–93

グループ B59

国家間標準

ガリウム

アルミニウム、ビスマス、鉄、ケイ素、マグネシウム、マンガン、銅、ニッケル、スズ、鉛、クロム、および亜鉛の原子発光分析法

ガリウム。アルミニウム、鉄、ビスマス、シリコン、マグネシウム、マンガン、銅、ニッケル、スズ、鉛、クロム、および亜鉛の定量に関する原子発光法

ОКСТУ 1709

施行日 1995-01-01

序文

1. 開発者: 国家間技術委員会104「半導体および希少金属製品。極めて純度の高い金属」、希少金属国家研究所（ぎれどめと）、提出者: ロシア国家標準

2. 採択: 国家間標準認証、計量、および認証委員会（1993年10月19日付プロトコル4-93）

採択した加盟国:

国名	標準化のための国家機関の名称
アルメニア共和国	アルメニアン国家標準
ベラルーシ共和国	ベラス標準
カザフスタン共和国	カザフスタン国家標準
モルドバ共和国	モルドバスタンダード
ロシア連邦	ロシア国家標準
トルクメニスタン	トルクメニスタン国家標準
ウズベキスタン共和国	ウズベキスタン国家標準
ウクライナ	ウクライナ国家標準

3. ロシア連邦の標準化、計量、および認証委員会の決定により、1994年6月2日付け160号で、この国家間標準ГОСТ 13637.1–93は1995年1月1日よりロシア連邦の国家標準として施行される

4. 以前のГОСТ 13637.1–77を置き換える

インフォメーション

参照規範技術文書

参照されたNTDの指定	該当箇所、セクション番号
ГОСТ 83–79	セクション2
ГОСТ 195–77	セクション2
ГОСТ 244–76	セクション2
ГОСТ 2912–79	セクション2
ГОСТ 3773–72	セクション2
ГОСТ 4160–74	セクション2
ГОСТ 4331–78	セクション2
ГОСТ 4526–75	セクション2
ГОСТ 9428–73	セクション2
ГОСТ 10216–75	セクション2
ГОСТ 10262–73	セクション2
ГОСТ 16539–79	セクション2
ГОСТ 18300–87	セクション2
ГОСТ 19627–74	セクション2
ГОСТ 22516–77	セクション2
ГОСТ 23463–79	セクション2
ГОСТ 24104–88	セクション2
ГОСТ 25664–83	セクション2
ГОСТ 13637.0–93	セクション1, 2, 5.5
ГОСТ 13637.3–93	3.2

本標準は、ガリウム中の不純物の質量割合を直接原子発光法で測定する方法を確立する:

アルミニウム	1·10から3·10%まで
ビスマス	1·10から3·10%まで
鉄	1·10から1·10%まで
ケイ素	3·10から1·10%まで
マグネシウム

5·10から 1·10%
マンガン	1·10から 1·10%
銅	5·10から 1·10% および 3·10から 1·10%
ニッケル	1·10から 1·10%
錫	1·10から 1·10%
鉛	1·10から 1·10%
クロム	1·10から 1·10%
亜鉛	3·10から 1·10%

この方法は、グラファイトアノードのチャネルから粉末グラファイトと共にガリウムを蒸発させ、直流アークで得られたスペクトルにおける不純物元素のライン強度を測定することに基づいています。

ガリウム中の不純物の質量分率は、以下の座標系に基づき作成された校正曲線を使用して決定されます：測定する元素のライン強度とバックグラウンド強度の比の対数—測定する元素の質量分率の対数。 1. 一般的な要件 分析法および安全要求事項は ГОСТ 13637.0 に従います。 2. 装置、材料、および試薬 - DFS-8型または同等の回折型スペクトログラフ、600条/mm の格子および3レンズ照明システムを備えています。 - DG-2型または同等のアーク点火用高周波放電に適したアークジェネレーター、補助抵抗付き。 - 整流器：250-300 V、30-50 A。 - MF-2型または同等のマイクロフォトメーター。 - PS-18型または同等のスペクトルプロジェクター。 - ГОСТ 24104*に基づく1級のラボ用天秤。 - ТОРЦИОН計量器、500 mg までの計量限度、または同様の天秤。 - 有機ガラス製の乳鉢と杵。 - 有機ガラス製のボックス。 - 900 °C までの温度で制御可能な電気マッフル炉。 - 蓋付きのプラチナ製るつぼ No. 6。 - グラファイト電極を研ぐための機械。 - 特別純度の粉末グラファイト ГОСТ 23463。 - アルミナ無水物、原子発光分析に使用。 - ГОСТ 10216 に基づくビスマス酸化物。 - 鉄酸化物。 - ГОСТ 9428 に基づくシリカ。 - ГОСТ 4526 に基づくマグネシア。 - マンガン無水二酸化物奥. ч-9-2。 - ГОСТ 16539 に基づく銅酸化物、粉末。 - ГОСТ 4331 に基づく黒色ニッケル酸化物。 - ГОСТ 22516 に基づくスズ酸化物。 - 鉛酸化物。 - ГОСТ 2912 に基づくクロム酸化物、金属製造用、 ОХМ-O ブランド。 - ГОСТ 10262 に基づく亜鉛酸化物。 純度が規定されたガリウムは ГОСТ 13637.0 に示されるように準備され、分析用の光学スペクトル写真的タイプ PFS-02 プレート（生産者：ペレスラヴリスキ P.O. “スラヴィッチ”、13x18 cm または 9x12 cm サイズ）を用意して、分析線やスペクトルの周辺バックグラウンドの濃度を正常にします。 次に、以下の現像剤を使用します： - メトール（4-メチルアミノフェノール硫酸塩） ГОСТ 25664: 2.2 g - 亜硫酸ナトリウム ГОСТ 195: 96 g - ヒドロキノン（パラジオキシベンゾール） ГОСТ 19627: 8.8 g - 炭酸ナトリウム ГОСТ 83: 48 g - 臭化カリウム ГОСТ 4160: 5 g - 水：1000 cm³ まで 次のフィクサー（定着液）を使用します： - 結晶性チオ硫酸ナトリウム ГОСТ 244: 300 g - 塩化アンモニウム ГОСТ 3773: 20 g - 水：1000 cm³ まで - 赤外線ランプ IKZ-500 及び RNO-250-0.5 または同様の電圧調整器。 - ГОСТ 18300 に基づくエチルアルコール、未蒸溜及び石英製装置で二重蒸溜したもの。 - 標準物質（GSO）粉末グラファイト SPG-27 Pr GSO 2820-83、5倍に薄められた粉末グラファイト有機ガラス製乳鉢に 1 g の GSO と 4 g の粉末グラファイトを入れ、50 分間かけてエチルアルコールと徹底的に混合し、赤外線ランプ下で乾燥させます。 3. 分析の準備 3.1. 比較サンプル（OC）の準備 各比較試料は、そのスペクトルを撮影する直前に準備され、グラファイト電極のチャネルに20mgの比較試料と20mgの特定不純物がないガリウムを入れます。この方法の条件下で、混合物の質量比に従い、ガリウム中の不純物の質量分率に基づく比較試料中の不純物の質量分率は、粉末グラファイト（OCGP）中の同じ不純物の質量分率と等しくなります。 3.2. 粉末グラファイト（OCGP）での比較試料の準備 主要な比較試料である粉末グラファイト（ООСGP）を準備します。これには、アルミニウム、ビスマス、鉄、ケイ素、マグネシウム、マンガン、銅、ニッケル、スズ、鉛、クロム、亜鉛を各1%含み、炭素を88%含むもので、これらの金属と炭素の含有量を基に、粉末グラファイトと相応の金属酸化物を機械的に混合します。 サンプルを取る前に、ケイ酸（シリカ）と酸化マグネシウムをるつぼに入れ、700〜800℃の電気炉で30分間焼成し、デシケーターで冷却します。 次に、0.0189g無水アルミナ、0.0111g酸化ビスマス、0.0143g酸化鉄、0.0214gケイ酸、0.0166g酸化マグネシウム、0.0158g無水酸化マンガンIV、0.0125g酸化銅、0.0141g黒色酸化ニッケル、0.0127g二酸化スズ、0.0108g酸化鉛、0.0146g酸化クロム、0.0124g酸化亜鉛と、0.8800g粉末グラファイトをオーガニックガラス製の乳鉢に入れます。 エタノールとともに50分間よくすりつぶし、赤外線ランプで乾燥させます。 汚染を回避するため、乳鉢ですりつぶすおよび赤外線ランプでの乾燥は、オーガニックガラス製のボックス内で行います。 ООСGPは、特定の要素を溶液として導入することで準備することも許可されており、ГОСТ 13637で示されています。 OCGP1からOCGP10は、ООСGPを段階的に希釈し、その後にそれぞれの次の試料を粉末グラファイトで希釈することで準備します。 OCGP1からOCGP10の各特定不純物の質量分率（メタルと炭素の混合物中のメタルの質量分率に基づいたパーセント）および該当サンプルを得るために混合される粉末グラファイトと希釈試料の質量は、表1に示されています。 表1

5·10

1,000 1,000（OSGP9）

表1に示す粉末グラファイトと希釈試料の秤量物を有機ガラスの乳鉢に入れ、エタノールで30分間慎重にすり潰し、赤外線ランプで乾燥させます。OSGP6-OSGP10には、石英器具で二重蒸留したエタノールを使用します。乳鉢でのすり潰しと赤外線ランプでの乾燥は、有機ガラス製のボックスで行います。

分析にはOSGP1-OSGP10を使用します。

OSGP、OSGP1-OSGP10は密閉された有機ガラス製の容器で保存します。

4. 分析の実施

試料のスペクトルを撮影する際は、直径4mm、深さ5mmのグラファイト電極のチャンネルに、まず20mgの粉末グラファイトを、その後20mgの試験対象ガリウムを3mm以下の断片サイズで順番に置きます（ガリウムの試料を汚染しないように、結晶化したプレートをポリエチレン袋から取り出さずに細かくします）。

同じグラファイト電極のチャンネルで比較対象試料のスペクトルを撮影する際も、粉末グラファイトに20mgの比較対象試料と、定量する不純物がないガリウムを20mg、同じく3mm以下の断片サイズで順番に置きます。

下部電極に試験対象試料（または比較対象試料）を設置し、上部は尖った円錐をカソードとします。電極間で直流のアークを15Aで点火し、約3分の露光でスペクトルを撮影します（完全に燃焼するまで）。露光中の電極間の距離は3mmに保ちます。

波長240〜340nmのスペクトルは、600ライン/mmのグレーティングを持ち、三レンズコンデンサーと中間絞り5mmを備えたDFS-8型スペクトログラフを使って撮影します。スペクトログラフのスリット幅は15µmです。スペクトログラフのカセットにはPFS-02型のプレートを装填します。各試料と各比較試料のスペクトルを1枚のフォトプレートに3回登録します。さらに、同じフォトプレートに比較試料のベーススペクトルを3回撮影し、この際も電極のチャンネルに順番に20mgの粉末グラファイトと、不純物がないガリウム20mgを入れます。

現像されたフォトプレートは水で洗浄し、定着し、流水で15分間洗浄し、乾燥します。

5. 結果の処理

5.1. 各スペクトログラムで、定量する元素の分析線の黒化をフォトメトリし（表2参照）、近接する背景の最小の黒化（分析線の任意側で、ただし同じプレート上のすべてのスペクトルで同じ側にあるもの）を測定し、黒化の差を算出します。

表2

定量する不純物	分析線の波長、nm	注記
アルミニウム	308,22	-
ビスマス	306,77
鉄	248,33
鉄	302,06	試料中のスズの質量率が3·10%を超える場合に適用される
ケイ素	251,43	-
マグネシウム	280,27
マンガン	279,48
銅	327,40	銅の質量率が5·10から1·10%の間で適用される
銅	282,44	3·10-3%から1·10-1%までの銅の質量分率に適用されます
ニッケル	300.25	−
スズ	284.00
鉛	283.31	−
鉛	261.42	1·10-1%から1·100%までの鉛の質量分率に適用されます
クロム	283.56	−
クロム	302.16	指定されたクロムの線のどれでも使用することができます
亜鉛	328.23	試料中のチタンの質量分率が3·10-3%を超えない場合に適用されます
亜鉛	307.59	−

各試料について得られた3枚のスペクトログラムについて、3つの並行値の の算術平均を求めます。

得られた平均値に基づいて、強制付録の表を参照して値 を見つけます。

5.2. 比較試料のスペクトルに測定対象の元素の分析線が存在しない場合は、比較試料の値 と を用いて、座標 , でキャリブレーショングラフを作成します。このグラフをもとに、試料の値 を使用して、分析対象の試料中の不純物の質量分率を決定します。

5.3. 3つの並行測定結果（最大値の最小値に対する比率）および2つの分析結果（最大値の最小値に対する比率）の許容差は表3に示されています。

表3

測定対象の不純物	質量分率, %	許容される差
アルミニウム	1·10	3,0
	3·10	2,5
	3·10	2,5
ビスマス	1·10	3,0
	3·10	2,5
	3·10	2,5
鉄	1·10	4,0
	1·10	3,5
	1·10	3,5
シリコン	3·10	4,0
	1·10	3,0
	1·10	3,0
マグネシウム	5·10	4,5
	1·10	3,0
	1·10	3,0
マンガン	1·10	3,5
	1·10	3,0
	1·10	3,0
銅（327.40 nmラインによる）	5·10	4,0
	3·10	3,0
	1·10	3,0
銅 (波長282.44 nm)	3·10	3,0
	1·10	2,5
	1·10	2,5
ニッケル	1·10	3,0
	1·10	2,5
	1·10	2,5
錫	1·10	3,0
	1·10	2,5
	1·10	2,5
鉛	1·10	3,0
	1·10	2,5
	1·10	2,5
クロム	1·10	3,0
	1·10	2,5
	1·10	2,5
亜鉛	3·10	3,0
	1·10	3,0
	1·10	2,5

中間質量分率に対する許容偏差は線形補間法で計算されます。

5.4. 比較用試料の基本スペクトルに微弱な測定要素の線がある場合、座標 (, )における校正用グラフの作成時に、ベースとなる比較用試料中の測定要素の質量分率に対する補正を行います。補正の適用は、比較用試料のベース中の測定要素の質量分率が、方法で設定された測定可能な質量分率範囲の下限を超えない場合にのみ許可されます。この条件が満たされていない場合、より純度の高い測定された不純物に対するガリウムや粉末グラファイトを使用して比較用試料のベースを選定し、部屋、作業場、使用機器、試薬および材料の段階的な洗浄を徹底的に行う必要があります。

補正済みの校正用グラフを得た後、p.p.5.2、5.3に記載されているとおり、不純物の質量分率の計算を行います。

5.5. 分析の正確性を検証するには、ГОСТ 13637.0に従うか、国家標準試料（ГСО）粉末グラファイトSPG-27 Pr ГСО 2820-83が存在する場合、以下の手順を行います。直径4mm、深さ5mmの3本のグラファイト電極のチャネルに、それぞれ20mgの金属ガリウム（測定された不純物に対して純度の高いもの）と20mgの希釈ГСОを導入します。

得られた混合物の分析は、p.p.4および5の試料分析と同時に行います。各不純物については、得られた希釈ГСОの混合物の分析結果と、ГСО中の不純物の公認された質量分率の0.2との2つの値の大きい方と小さい方の比率を計算します。試料分析の結果を、信頼度< img alt="ГОСТ 13637.1-93 ガリウム。アルミニウム、ビスマス、鉄、ケイ素、マグネシウム、マンガン、銅、ニッケル、スズ、鉛、クロム、亜鉛の原子発光分析法" src="http://data:image/jpeg;base64,R0lGODdhHQARAIABAAAAAP///ywAAAAAHQARAAACJ4yPqcvtD6MBtEoHUL5rT654H6iVSYViKWmqqHiyDSyPtWbd+s5LBQA7" />0.95とし、この比率が< img alt="ГОСТ 13637.1-93 ガリウム。アルミニウム、ビスマス、鉄、ケイ素、マグネシウム、マンガン、銅、ニッケル、スズ、鉛、クロム、亜鉛の原子発光分析法" src="http://docs.cntd.ru/picture/get?id=P004E0001&doc_id=1200010394&size=small" />である場合に正しいとします。

付録（必須）。測定される要素の線の強度と背景の強度との比率の値の表

付録
必須

測定された値に対応する値の表 .

以下に示す表は、測定値 と値 の変換のために使用されます。

表には、次の式に基づく計算結果が含まれています

.

総強度を背景と共にで示し、ラインのピークの下での背景の強度をラインがない場合にで示す。なので、を背景の強度に対する強度比として次の式で定義する。 スペクトルを撮影する条件が、ラインと背景の反射が、ラインがない場合の背景の通常範囲内にある場合、をとして定義し、このはコントラスト因子である。以下のようにして、式を使用して、を導き出す。 表は0.05から1.99までの、分析を実施する際に重要な値を含む。 表は以下の2つの部分に分かれている: - 値が0.05から0.999までの部分 - 値が1.00から1.99までの部分 表の最初の部分を見てみよう。左側の最初の列には下で太字で0.05; 0.06; 0.07…0.99と印字され、右側にはで示された書列のヘッドに太字で数字0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9が印字され、数値の小数点以下3桁を示している。 特定の値、例えば0.537を持つ場合、最初の2桁が一致する線0.53が見つかり、数字7の列で該当の値0.388を見つける。同様に、0.143の場合、線0.14で、数字3の列に該当の値を見つける。 2つ目の部分は、値が1.00から1.99までの範囲を同じ方法で構成しており、違いは左の最初の列の値が小数点1桁で表示され、ヘッド数0, 1, 2, 3...9が小数点2桁目を示していること。 例えば1.36の場合、1.3の線で数字6の列から値1.341を引き読む。 が0.301より小さい場合、は負の特性を持ち、の上にマイナス記号をつけて表しているため、は素数でありは負である。 の場合、表はどの測定方法でもを探すために使われる。 コントラスト因子を測定しない場合、表はではなくのサイズを含む。例えば、0.674の時は0.67の行で数字4の列から回答0.571を引き読む。こうして見つかった値（0.571）はではなく、を示し、それは「3標準」法の精度に影響を与えない。 表4 測定された値に対応する値を示す。