ГОСТ 19863.13-91

GOST 19863.13−91 チタン合金. ジルコニウムの測定方法

GOST 19863.13−91

グループ B59

ソビエト連邦国家標準

チタン合金

ジルコニウムの測定方法

Titanium alloys.
Methods for the determination of zirconium

ОКСТУ 1709（産業分類コード）

施行日 1992−07−01

情報データ

1. ソ連航空産業省によって開発・提案

開発者:

V.G.ダビドフ, 技術科学博士; V.A.モーシュキン, 技術科学候補; G.I.フリードマン, 技術科学候補; L.A.テニャコワ; M.N.ゴルロワ, 化学科学候補; L.V.アントネンコ; O.L.スコルスカヤ, 化学科学候補

2. 国家生産品質管理および標準化委員会決議No. 626（1991年5月5日）により承認・施行

3. GOST 19863.13−80 に代替

4. 確認頻度 ─ 5年

5. 参照規範技術文書

参照される規格の指定	項目番号
GOST 3118−77	4.2
GOST 3759−75	4.2
GOST 3760−79	3.2
GOST 3772−74	2.2
GOST 3773−72	3.2
GOST 4204−77	2.2; 3.2
GOST 4461−77	4.2
GOST 5456−79	3.2
GOST 5457−75	4.2
GOST 9656−75	4.2
GOST 10484−78	4.2
GOST 10652−73	3.2
GOST 10929−76	2.2
GOST 17746−79	3.2
GOST 22867−77	2.2
GOST 25086−87	1.1
TU 6−09−1678−86	2.2; 3.2
TU 6−09−3986−76	3.2
TU 95−259−88	4.2

本標準は、ジルコニウムの測定方法として、重量法（質量分率0.5～20.0%）、光度法（質量分率0.02～0.5%）、および原子吸光法（質量分率0.5～20.0%）を規定しています。

1. 一般要求事項

1.1 分析方法に関する一般要求事項 ─ GOST 25086 に準じます。

1.1.1 分析結果は2回の並行測定の平均値とします。

2. ジルコニウムの重量法

2.1 方法の原理

この方法は、硫酸中での試料溶解、過酸化水素の存在下での二置換リン酸アンモニウムによるジルコニウムの沈殿、沈殿を（1000±10）℃で焼成しジルコニウムピロリン酸塩とし、焼成沈殿を称量することに基づいています。

2.2 機器、試薬および溶剤

温度調節器付きマッフル炉。

無灰フィルター TU 6−09−1678。

硫酸 GOST 4204、密度1.84 g/cm、1:3および1:4の溶液。

過酸化水素 GOST 10929。

二置換リン酸アンモニウム GOST 3772、100 g/dmの溶液。

硝酸アンモニウム GOST 22867、50 g/dmの溶液。

洗浄液: 1 dmのコニカルフラスコに二置換リン酸アンモニウムの100 cm溶液を入れ、硫酸1:4の900 cm溶液を加え、攪拌します。

2.3 分析の実施

2.3.1 表1に従って試料を測り、250 cmのコニカルフラスコに入れ、硫酸1:3溶液50 cmを加え、試料が完全に溶解するまで加熱し、初期量を水で維持します。

表1

ジルコニウムの質量分率, %	試料の質量, g
0.5〜5.0 含	0.5
5.0 〜 10.0	0.25
10.0 〜 20.0	0.1

溶液を室温まで冷却し、150 cm³の水を加え、20 cm³の過酸化水素を加えます。撹拌しながら少量ずつ20 cm³の二塩基性リン酸アンモニウム溶液を加え、次に40～50 °Cまで加熱し、ガラス棒でよくかき混ぜ、室温で3時間以上放置します。 沈殿物を中密度のフィルタ（「白色帯」）で濾し、洗浄液で8回、硝酸アンモニウム溶液で3回洗浄します（その際、沈殿物とフィルタが黄色の着色から完全に洗浄されていることを確認します）。 沈殿物を含むフィルタを、(1000±10) °Cで恒量まで加熱して秤量した磁器のるつぼに入れ、乾燥させ、慎重に灰化し、フィルタ紙が燃えないようにしながら、(1000±10) °Cのマッフル炉で30分間焼成し、エキシケーターで冷却してから秤量します。 2.4. 結果の処理 2.4.1. ジルコニウムの質量分率（）を、以下の式で計算します。 , (1) ここで、 — 沈殿物を含むるつぼの質量、g；
— るつぼの質量、g；
— 試料の質量、g；
0.344 — ジルコニウムピロリン酸をジルコニウムに換算する係数。 2.4.2. 結果の差異は、表2に示された値を超えてはならない。 表2 ジルコニウムの質量分率, %
絶対許容差, %
0.50～1.00 および 含み 0.05、0.07
1.00～2.50 以上 0.07、0.10
2.5 以上 5.0 未満 0.1、0.2
5.0 以上 10.0 未満 0.2、0.3
10.0 以上 20.0 未満 0.3、0.4
3. フォトメトリック法によるジルコニウムの測定法 3.1. 方法の概要 この方法は、硫酸で試料を溶解し、ジルコニウムとキシレノールオレンジとのオレンジ赤色の錯体を形成し、波長536 nmで溶液の光学濃度を測定することに基づいています。 3.2. 装置、試薬、および溶液 温度調節機能付きマッフル炉。 分光光度計または光電式カラーメーター。 無灰フィルター, TU 6-09-1678準拠。 硫酸 GOST 4204 準拠、密度1.84 g/cm³、および1:4および0.05 mol/dm³ 溶液。 ヒドロキシルアミン塩酸塩 GOST 5456 準拠、濃度200 g/dm³ 溶液。 塩化アンモニウム GOST 3773 準拠。 硝酸アンモニウム GOST 3761 準拠、濃度200 g/dm³ 溶液。 アンモニア水 GOST 3760 準拠。 エチレンジアミン酸ナトリウム塩―N,N,N',N'-テトラ酢酸、二水和物（トリロンB） GOST 10652 準拠、濃度0.025 mol/dm³ 溶液: トリロンB 9.3 gを400 cm³ 容量のビーカーに入れ、水200 cm³を加え、撹拌しながら溶解します。 溶液を濾紙フィルターを使って1 dm³ メスフラスコに濾過し、水で目盛りまで希釈し、撹拌します。 キシレノールオレンジ, 濃度1 g/dm³, 新鮮に調製。 スポンジチタン GOST 17746* 品種TG-100。 * ロシア連邦の領土では、ГОСТ 17746–96が施行されています。 — データベース製作者の注釈。

硫酸ジルコニウムは、ТУ 6–09–3986に基づいています。

ジルコニウムの標準溶液

溶液A: 3.9g の硫酸ジルコニウムを容量250cmの円錐フラスコに入れ、50cmの水を注いで溶解し、次に25cmの硫酸を慎重に加え、冷却した後、溶液を1000cmのメスフラスコに移し、水で目盛りまで満たし混合します。

1cmの溶液には0.001gのジルコニウムが含まれています。

ジルコニウム標準溶液の質量濃度 () を設定します: 25cmの溶液を取り、容量300cmのビーカーに入れ、70–80cmの水を加え、1gの塩化アンモニウムを加えて、60–70°Cに加熱し、アンモニアを加えて感覚的な臭いが感じられるようにします。

沈殿を含む溶液を沸騰させ、40–50°Cにて温かい場所で20分間保持し、中密度のフィルター（「白いテープ」）でろ過します。

フィルター上の沈殿物は硝酸アンモニウム溶液で5回洗います。フィルターを常量で重さを測定したプラチナのるつぼに入れ、1000±10°Cで乾燥後、電気炉で1時間焼却し、エキシケーターで冷却し、重さを測定します。

ジルコニウムの標準溶液の質量濃度 () を次の式で計算します。

, (2)

ここで  — 焼成後の沈殿の質量, g;

0.7403 — ジルコニウムの酸化物からジルコニウムへの換算係数;

 — ジルコニウムを決定するために使用した標準溶液の体積, cm。

溶液B: 10cmの標準溶液をスプレッダーで容量1000cmのメスフラスコに移し、0.05 mol/dm硫酸溶液で目盛りまで満し混合します。

1cmの溶液は、0.00001gのジルコニウムを含んでいます。

3.3. 分析の実施

3.3.1. 0.25gの試料を容量100cmの円錐フラスコに入れ、15cm 1:4の硫酸溶液をスプレッダーで加え、フラスコに時計皿または漏斗で蓋をし、サンプルを溶解するまで加熱します。その際、水で初期の体積を維持します。同じ条件で0.25gのスポンジチタンを溶解します。

得られた溶液に、溶液が脱色するまでヒドロキシルアミン塩酸塩溶液を滴加し、2～3滴を過剰に加え、20 cm³水を加え、1～2分間沸騰させます。溶液入りのフラスコを室温まで冷却し、容量100 cm³のメスフラスコに溶液を移し、水で目盛りまで満たし、混合します。 3.3.2. 溶液のアリコートを表3に従い、容量50 cm³のメスフラスコに入れ、0.05 mol/dm³硫酸溶液を20 cm³の体積になるように加え(表3参照)、2.5 cm³のヒドロキシルアミン塩酸塩溶液、2 cm³キシレンオレンジ溶液を加え、水で目盛りまで満たし、混合します。 表3

ジルコニウム質量割合, %	溶液のアリコート部分, cm3	0.05 mol/dm3硫酸溶液の体積, cm3
0.02から0.05まで (含む)	20	-
0.05より大きい「0.10「	10	10
0.10より大きい「0.25「	5	15
0.25より大きい「0.50「	2.5	17.5

3.3.3. 溶液の光学密度は、波長536 nm、測定層の厚さ30 mmのキュベット内で15分後に測定します。 比較溶液は、試験溶液の対応するアリコート部分とすべての反応物を含む、キシレンオレンジを加える前に0.5 cm³トリロンB溶液を加えた補正溶液です。 3.3.4. ジルコニウムの質量割合は、校正グラフを使用して計算されます。 3.3.5. 校正グラフの作成 100 cm³の容量の6つの円錐フラスコにそれぞれ10 cm³のチタン溶液を加え、5つのフラスコに1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 cm³の標準溶液Bを測り、0.00001、0.00002、0.00003、0.00004、0.00005 gのジルコニウムに相当します。それぞれ10.0、9.0、8.0、7.0、6.0、5.0 cm³の0.05 mol/dm³硫酸溶液を加え、手順3.3.2と3.3.3を続けます。 比較溶液はジルコニウムを含まない溶液です。 得られた溶液の光学密度と、それに対応するジルコニウムの質量から校正グラフを作成します。 3.4. 結果の処理 3.4.1. ジルコニウムの質量割合 (\(Zr\)) は、次の式を用いてパーセントで計算されます。 \[ \%Zr = \frac{a}{b} \times 100 \], ここで、\(a\) — 校正グラフで見つけられた試験溶液中のジルコニウムの質量（g）； \(b\) — 溶液の対応するアリコート部分における試料の質量（g）。 3.4.2. 結果の差異は、表4に示される値を超えてはなりません。 表4

ジルコニウム質量割合, %	並行測定の結果の許容絶対差, %	分析結果の許容絶対差, %
0.020から0.050まで (含む)	0.006	0.010
0.05より大「0.10「	0.01	0.02
0.10より大「0.30「	0.02	0.03
0.30より大「0.50「	0.03	0.05

4. ATOMIC ABSORPTION METHOD FOR DETERMINING ZIRCONIUM 4.1. Method principle This method is based on dissolving the sample in hydrochloric and borofluoride acids and measuring the atomic absorption of zirconium at a wavelength of 360.1 nm in an acetylene-nitrous oxide flame. 4.2. Equipment, reagents, and solutions Atomic absorption spectrophotometer with a zirconium radiation source. Acetylene according to GOST 5457. Medical nitrous oxide. Hydrochloric acid according to GOST 3118 with a density of 1.19 g/cm³, 2:1 solution. Nitric acid according to GOST 4461 with a density of 1.35–1.40 g/cm³. Boric acid according to GOST 9656 and saturated solution. Hydrofluoric acid according to GOST 10484. Borofluoride acid: Add portionwise 130 g of boric acid to 280 cm³ of hydrofluoric acid at a temperature of (10±2) °C and mix. Prepare and store the reagent in a polyethylene container. Aluminum chloride according to GOST 3759, 100 g/dm³ solution. High purity metallic zirconium according to TU 95-259. Standard zirconium solutions Solution A: Place 1 g of metallic zirconium in a 100 cm³ capacity PTFE beaker, add four drops of water to wet the sample and carefully add 10 cm³ of a mixture consisting of one part hydrofluoric acid and one part nitric acid in small portions. The dissolution is carried out in the cold. After the sample is dissolved, add 50 cm³ of a saturated solution of boric acid and let sit for 10 minutes. Mix the solution and transfer it to a 100 cm³ capacity volumetric flask, fill with water to the mark, mix, and transfer it to the same beaker where the dissolution was carried out. 1 cm³ of solution A contains 0.01 g of zirconium. Solution B: Place 10 cm³ of solution A in a 100 cm³ capacity volumetric flask, add 20 cm³ of hydrochloric acid solution, fill with water to the mark, and mix. 1 cm³ of solution B contains 0.001 g of zirconium.