ГОСТ 18385.2-79

ГОСТ 18385.2−79 ニオブ. シリコン、チタン及び鉄の分光法による定量（改正 N 1, 2 を含む）

ГОСТ 18385.2−79

グループ B59

ソビエト社会主義共和国連邦 国家規格

ニオブ

シリコン、チタン及び鉄の分光法による定量

ニオブ. シリル法によるシリコン、チタンおよび鉄の定量

ОКСТУ 1709*
______________
* 追加導入、改正 N 1。

施行期間 1980.07.01
〜 1985.07.01*
_________________________________
* 施行期限の制限は、国家間標準化・計量・認証評議会の議事録 N 5−94 により解除された（ИУС N 11/12、1994年）。 — データベース作成者の注記。

作成： ソビエト連邦有色金属冶金省

担当者

А. В. Елютин, Ю. А. Карпов, А. Г. Галканов, Л. Н. Филимонов, В. В. Королев, В. В. Недлер, В. Г. Мискарьянц, Т. М. Малютина, В. М. Михайлов, Е.Г.Намврина

提出： ソビエト連邦有色金属冶金省

コレギア委員 А. П. Снурников

承認・施行： ソ連国家標準委員会の決定により 1979年5月30日 N 1968

代替： ГОСТ 18385.3−73

追補： 改正 N 1（1979年国家標準委員会決定 1984.10.11 N 3561 により承認、1985.03.01 施行）、改正 N 2（ソ連国家製品品質管理・標準委員会の決定 1989.12.08 N 3616 により承認、1990.07.01 施行）

改正 N 1, 2 はデータベース作成者により ИУС N 1、1985年、ИУС N 3、1990年 の本文に基づき挿入されている。


本規格は、ニオブ中のシリコン（0,003〜0,03%）、チタン（0,003〜0,1%）及び鉄（0,003〜0,08%）の分光法による定量法を定める。

1. 一般要求事項

1.1. 分析法に関する一般的要求事項 — ГОСТ 18385.0−79* に従う。
_______________
* ロシア連邦領域では ГОСТ 18385.0−89 が適用される。 — データベース作成者の注記。

2. シリコン、チタンおよび鉄の含有量の決定（シリコン質量分率 0,003〜0,02%、チタン 0,001〜0,01%、鉄 0,001〜0,030% の場合）

______________
* 節名。改訂版、改正 N 1。

本法は、交流アークでスペクトルを励起したときの試料中のシリコン、チタン及び鉄のスペクトル線強度がその質量分率に依存することに基づく。

2.1. 器具、材料および試薬

回折分光計 ДФС-8（格子 600 線/mm または 1200 線/mm、ユニバーサルスタンド付一式）または同等の装置。

アーク発生器 ДГ-2（補助リアオスタット付）または同等の装置。

温度調節器付ムッフル炉（800−850 °C）。

マイクロフォトメーター МФ-2 または同等の器具。

白金坩堝。

分析天秤。

トーション天秤（型式 ВТ-500）または同等。

グラファイト電極研削用具。

ニオブ製乳鉢と乳棒。

プレキシガラス（アクリル）製乳鉢と乳棒。

グラファイト電極 ОСЧ-7−3、直径 6 mm、先端研磨後直径 3.6 mm（研磨長 7 mm）、研磨部に直径 2 mm、深さ 4 mm の窪み付き。

グラファイト粉末 品種 ОСЧ-7−4。

分光分析用写真乾板 9×12 cm 型 UФШ または同等のもので、分析線の通常の黒化を得られるもの。

試料及び比較試料調製用アクリル箱。

五酸化ニオブ（分光学的に純なもの）。

酸化鉄（TU 6−09−5346−87）、分析用純度。

二酸化チタン、化学純（х.ч.）。

二酸化ケイ素（ГОСТ 9428–73）、分析用純度（ч.д.а.）。

硝酸コバルト(II) 6水和物。

塩化ナトリウム（ГОСТ 4233–77）、化学純（х.ч.）。

塩酸（ГОСТ 3118–77）、1:1 に希釈。

エチルアルコール（精留、工業用）（ГОСТ 18300–87）。

現像液は ГОСТ 10691.1−84 に従う。

定着液：硫黄酸化ナトリウム（チオ硫酸ナトリウム）300 g、塩化アンモニウム20 g（ГОСТ 3773–72）をそれぞれ 700 cm³ および 200 cm³ の水に溶解し、得られた溶液を合わせ、全体を水で 1 dm³（1 L） に調整する。

(改訂版、改正 N 1, 2)。

2.2. 分析準備

2.2.1. 主比較標準（ООС）の調製（混合金属換算でシリコンおよびチタン各 2%、鉄 4% を含むもの）。

五酸化ニオブ 1.3161 g、二酸化ケイ素 0.428 g、二酸化チタン 0.0334 g、酸化鉄 0.0572 g をニオブ製乳鉢にてアルコールの層の下で 1.5−2 時間すり潰す（1 操作あたりのアルコール使用量 30 cm³）。混合物を赤外線ランプ下で恒量になるまで乾燥する。

(改訂版、改正 N 1)。

2.2.2. 比較標準（ОС）の調製

比較標準試料は、基準比較試料を順次希釈し、その後各希釈試料を五酸化ニオブで希釈して調製する。 比較試料中の各測定対象不純物の質量分率（パーセント、金属混合物中の金属含有量に換算）および混合に投入する五酸化ニオブと希釈試料の秤量は表1に示す。 表1 作業比較標準試料の表示 | 不純物の質量分率, % | 秤量（g） —|—|— | ケイ素、チタン | 鉄 | 五酸化ニオブ | 希釈試料 ОС1 | 0.04 | 0.08 | 1.9343 | 0.0400 (ООС) ОС2 | 0.02 | 0.04 | 1.0000 | 1.0000 (ОС1) ОС3 | 0.01 | 0.02 | 1.0000 | 1.0000 (ОС2) ОС4 | 0.005 | 0.01 | 1.0000 | 1.0000 (ОС3) ОС5 | 0.0025 | 0.005 | 1.0000 | 1.0000 (ОС4) ОС6 | 0.00125 | 0.0025 | 1.00000 | 1.0000 (ОС5) ОС7 | 0.000625 | 0.00125 | 1.0000 | 1.0000 (ОС6) 混合物は乳鉢でエタノールの層の下ですりつぶし、1.5〜2時間処理する（1操作当たりのエタノール消費量 30 cm^3）後、赤外線ランプで乾燥する。 比較試料はポリエチレン製の蓋付き容器に保管する。 （改訂版、改正 N 1, 2） 2.2.3 バッファ混合物の調製（89% 黒鉛粉末、10% 塩化ナトリウム、1% 酸化コバルトを含む） 8.9 g の黒鉛粉末と 1 g の塩化ナトリウムをフッ素樹脂製カップに入れ、5% 硝酸コバルト溶液を 7 cm^3 加える（乾燥混合物が酸化コバルトを 1% 含むようにする）。ホットプレートで 200〜300 °C に加熱し、窒素酸化物の発生が停止するまで処理した後、プレキシガラス乳鉢で 1.5〜2 時間すりつぶす（1操作当たりのエタノール消費量 30 cm^3）し、赤外線ランプで恒量になるまで乾燥する。 （改訂版、改正 N 1, 2） 2.3 分析の実施 0.5 g のニオブ切粉をガラスビーカーで加熱しながら塩酸で洗浄する。酸を除去し、切粉を蒸留水とエタノールで洗う（1操作当たりのエタノール消費量 3 cm^3）。洗浄した切粉をプラチナ皿に移し、ムッフル炉で恒量になるまで徐々に温度を上げつつ最大 800 °C まで焼成する。ニオブ 1 g からは五酸化ニオブ 1.43 g が得られるはずである。得られた五酸化ニオブを十分に混合し、100 mg を秤量してプレキシガラス乳鉢で 100 mg のバッファ混合物とすり合わせる。 調製した試料を、事前に交流アーク 10±0.5 A で 5 s 加熱処理した 6 本のグラファイト電極のくぼみに充填する。電極をペアにしてスタンドの電極ホルダーに装着し、その間に交流アークを点火して各電極ペアのスペクトルをスリット照明に3レンズ系を用いて分光器で撮影する。分光器の波長スケール目盛は約 290 nm 帯域が分光写真の中央に位置するように設定する。アーク電流は 15±0.5 A に維持する。電極間距離は 3 mm、各スペクトルの露光時間は 60 s とする。同様の操作を比較試料でも行い、そのスペクトルを同一の写真乾板に撮影する。各分析試料（または各比較試料）のスペクトルはそれぞれ 3 回撮影する。 （改訂版、改正 N 2） 2.4 結果の処理

各測定スペクトルについて、光度測定により不純物の分析線の暗化（発色）と比較元素の線（表2参照）を求め、暗化の差を算出する。各試料について取得した3枚のスペクトルから得られた3つの差の値の算術平均を求める。

表2

被測定元素の分析線		比較元素の分析線
元素	波長, nm	元素	波長, nm
ケイ素	288.16	コバルト	288.65
チタン	307.86	コバルト	307.94
鉄	302.11	コバルト	302.64

比較標準試料のスペクトルの光度測定結果に基づき、測定値と比較標準中の被測定元素の質量分率の対数（log w）を座標とした校正曲線を作成する。ニオブ試料中のケイ素、チタン、鉄の質量分率は、スペクトルの光度測定結果をこの校正曲線により求める。

3回の平行測定の最大値と最小値の差は、表3に示す許容される絶対誤差を超えてはならない。

表3

被測定元素	質量分率, %	許容絶対誤差, %
ケイ素	0.003	0.0015
	0.005	0.0020
	0.01	0.0040
	0.02	0.0060
チタン	0.001	0.0008
	0.003	0.0015
	0.005	0.0020
	0.01	0.0040
鉄	0.001	0.0008
	0.003	0.0015
	0.005	0.0020
	0.01	0.0040
	0.03	0.0080

比較標準試料の母材スペクトルに被測定元素の弱い線が認められる場合、校正曲線作成時に母材中の被測定元素の質量分率に対する補正を行う。補正は、その値が本法の検出限界を超えない場合にのみ許容される。比較標準試料調製用の母材の純度は、スペクトル法（添加法）により管理する。

ケイ素、チタン、鉄の中間質量分率に対する許容絶対誤差は、線形補間法により算出する。

(改訂版、改正 N 1, 2)

2.5 結果の正確性の確認

試料は項2.4に従い五酸化ニオブに転換する。得られた五酸化ニオブ0.5 gに、第二の比較標準試料0.5 gを加える（試料中の初期算出ケイ素および鉄の質量分率が0.01%以下の場合）か、第三の比較標準試料0.5 gを加える（試料中の初期算出チタンの質量分率が0.005%以下の場合）。混合物はアクリルすり鉢でアルコールの層の下で十分にすりつぶし、赤外線ランプで乾燥させ、項2.3および2.4に従って分析を行う。

解析は、第一の混合（試料＋添加物）において、試料中の初期算出質量分率の半値を差し引いた後の平均値がケイ素(0.010±0.003)%および鉄(0.020±0.004)%であり、第二の混合でチタンが0.005±0.002%である場合に正しいとみなす。

Если результаты выходят за указанные пределы, то проверку правильности результатов анализов повторяют, увеличивая число параллельных определений до шести. Полученные средние значения должны быть для первой смеси (0,010±0,002)% кремния и (0,020±0,003)% железа, а для второй смеси (0,0050±0,0015)% титана. （改訂、改正 №1, 2） 2.6. コントロール試験値の検査 コントロール試験値を検査するために、あらかじめ交流アーク（10±0.5 A）で焼成した6本のグラファイト電極の窪みに五酸化二ニオブ（Nb2O5）またはバッファ混合物を入れ、項目2.3に従ってスペクトルを撮影する。得られたスペクトログラムにおいて、ケイ素、チタン、鉄の分析線および比較元素コバルトの線の黒化（光学密度）を測光する（表2参照）。黒化度の差（Δ、光学密度差）は0.02単位を超えてはならない。 3. ケイ素、チタンおよび鉄の定量（ケイ素・チタンの質量分率 0.01～0.15%、鉄 0.01～0.1%） 本法は、直流アーク励起におけるニオブ試料中のケイ素、チタン、鉄のスペクトル線強度がそれらの質量分率に依存することに基づく。 3.1. 装置、器具、試薬 - 石英スペクトログラフ ИСП-30（ユニバーサルスタンド付）または同等の機器。 - 直流電源：電圧最低260 V、電流最低20 Aを供給できるもの。 - 温度調節器付マッフル炉（800–850 °C）。 - マイクロフォトメーター MF-2 または同等機器。 - 白金皿。 - 分析天秤。 - トーション天秤 VT-500型または同等型。 - 黒鉛電極研磨用具。 - グラファイト電極 ОСЧ-7−4、直径6 mm、先端研磨で直径4 mm（研磨長10 mm）、研磨部に直径2.4 mm、深さ1.5 mmの窪み（下側電極）。 - グラファイト電極 ОСЧ-7−4、直径6 mm、先端研磨で直径4 mm、研磨長10 mm（上側電極）。 - グラファイト粉末 ОСЧ-7−4。 - ニオビウム製乳鉢・乳棒およびプレキシガラス製乳鉢・乳棒。 - スペクトル写真用感光板 9×12 cm、タイプI または同等、分析線の適正な黒化を得られるもの。 - 五酸化二ニオブ（スペクトル純）。 - 酸化鉄（規格 TU 6-09-5346-87、高純度試薬） - 二酸化チタン（TiO2）。 - 二酸化ケイ素（SiO2、ГОСТ 9428–73、分析用試薬）。 - 酸化ニッケル（NiO、ГОСТ 17607–72）、項目3.6に従いケイ素・チタン・鉄の混入がないことを検査済みのもの。 - 塩酸（ГОСТ 3118–77）、1:1に希釈したもの。 - エチルアルコール（精留、工業用、ГОСТ 18300–87）。 - 試料・比較標準の調製用アクリル製ボックス。 - 現像液（ГОСТ 10691.1−84）。 - 定着液：硫黄酸化ナトリウム300 gおよび塩化アンモニウム20 g（ГОСТ 3773–72）をそれぞれ700 cm3および200 cm3の水に溶かし、得られた溶液を合わせて全量を水で1 dm3に調整する。 （改訂、改正 №1, 2） 3.2. 分析の準備 3.2.1. 主比較試料（ООС）の調製（ニオブ、ケイ素、チタン、鉄の金属混合物換算で各2%を含む） 五酸化二ニオブ 1.3447 g、二酸化ケイ素 0.0428 g、二酸化チタン 0.0334 g、酸化鉄 0.0286 gをエタノールの層下でニオビウム乳鉢中で1.5–2時間すり潰す（1操作当たりのエタノール使用量 30 cm3）。すり潰した混合物を赤外ランプ下で一定質量になるまで乾燥する。 3.2.2. 比較標準（校正用標準）の調製 主比較試料（ООС、項3.2.1参照）を段階希釈し、各段階は五酸化二ニオブで希釈して調製する。比較標準における各不純物の質量分率（%、金属換算）および混合に用いる五酸化二ニオブと希釈する試料の秤量は表4に示す。 （表4） - 表示：作業比較試料の表示 | 各不純物の質量分率, % | 五酸化二ニオブ質量, g | 希釈する試料質量, g - ОС1 | 0.20 | 1.7976 | 0.2024 (ООС) - ОС2 | 0.10 | 1.0000 | 1.0000 (ОС1) - ОС3 | 0.05 | 1.0000 | 1.0000 (ОС2) - ОС4 | 0.02 | 1.5000 | 0.5000 (ОС3) - ОС5 | 0.01 | 1.0000 | 1.0000 (ОС4) 混合物はエタノールの層下で乳鉢ですり潰し（1.5–2時間、エタノール 30 cm3/操作）赤外ランプで乾燥する。比較標準はポリエチレン容器（ポリエチレン蓋）で保管する。 3.2.3. バッファ混合物の調製（グラファイト粉末50%＋酸化ニッケル50%） グラファイト粉末 5 g と酸化ニッケル 5 g をエタノールの層下で乳鉢中で1時間混合（エタノール 30 cm3/操作）し、赤外ランプで乾燥する。 （項3.2.1–3.2.3は改訂、改正 №2） 3.3. 分析の実施 ニオブ削り片 0.5 g をガラスビーカーで塩酸により洗浄し加熱する。酸を捨て、削り片を蒸留水およびエタノールで洗う（エタノール 3 cm3/操作）。洗浄した削り片を白金皿に入れ、マッフルで段階的に温度を上げながら800 °Cまで加熱して常量になるまで焼成する。1 gのニオブからは1.430 gの五酸化二ニオブが得られるはずである。得られた五酸化物をよく混合し、その中から100 mgを取り、100 mgのバッファ混合物と乳鉢でよくすり潰す。準備した混合物を、あらかじめ直流アーク（10±0.5 A）で焼成した下側3本の電極の窪みに詰める。電極（上・下、試料を含む）をスタンドの電極保持具に取り付ける。電極間に直流アークを点火し、三線レンズ照明系を用いて、スペクトログラフ上で3対の電極のスペクトルを撮影する。 アーク電流は14±0.5 A に保持する。電極間距離 3 mm、露光時間 60 s。同様の操作を比較標準試料についても行い、同一の感光板にスペクトルを撮影する。 （改訂、改正 №2） 3.4. 結果処理 得られた各スペクトログラムについて、分析対象不純物の分析線の黒化（光学密度）および比較元素の線の黒化を測光し（表5参照）、黒化度の差（Δ）を算出する。各試料について撮影した3つのスペクトログラムから得られる3つのΔ値（Δ1、Δ2、Δ3）の算術平均値（平均 Δ̄）を求める。 （表5） - 分析対象元素の分析線 | 波長, nm | 比較元素の分析線 | 波長, nm - ケイ素 | 251.61 nm | ニッケル | 254.00 nm - チタン | 259.83 nm | ニッケル | 254.00 nm - 鉄 | 307.86 nm | ニッケル | 259.84 nm 比較標準試料のスペクトル測光結果に基づき、座標（縦軸：Δ（光学密度差）／横軸：log（分析元素の質量分率））で校正曲線を作成する。ニオブ試料中のケイ素、チタン、鉄の質量分率は、測光した分析試料のスペクトル値をこの校正曲線から求める。 3回の平行測定のうち最大値と最小値の差は、表6に示す絶対許容ばらつきを超えてはならない。 （表6：絶対許容ばらつき） - 分析元素：ケイ素 - 質量分率 0.01% → 許容差 ±0.004% - 0.05% → ±0.010% - 0.1% → ±0.030% - 分析元素：チタン - 0.01% → ±0.004% - 0.05% → ±0.010% - 0.15% → ±0.035% - 分析元素：鉄 - 0.01% → ±0.004% - 0.05% → ±0.010% - 0.1% → ±0.030% もし比較標準の基材スペクトルに分析対象元素の弱い線が存在する場合、校正曲線作成時に基材中の当該元素の質量分率に対する補正を加えることができる。ただし、その値が本法の定量限界を超えない場合に限る。比較標準の基材の純度は分光法（加標法）で管理する。中間の質量分率に対する絶対許容ばらつきは線形内挿法で算出する。 （改訂、改正 №1, 2） 3.5. 不純物質の質量分率が0.01–0.05%の試料については、項3.3に従い五酸化物に転換する。得られた五酸化物の秤量 0.5 g に第二の比較標準試料 0.5 g を加える。混合物をプレキシガラス乳鉢でエタノールの層下ですり潰し（1操作あたりエタノール 3 cm3）、赤外ランプで半乾燥させ、項3.3および3.4に従って分析する。分析の正しさの判定は、試料に添加したものからの混合物において、得られた値から当初求めた質量分率の3/4を差し引いた値が (0.050±0.007)%（ケイ素、チタン、鉄）であることによる。結果がこの範囲を超える場合は、分析結果の検証を繰り返し、平行測定数を最大6まで増やす。得られた平均値はケイ素・チタン・鉄それぞれ (0.050±0.005)% でなければならない。 （改訂、改正 №2） 3.6. （削除、改正 №2）