ГОСТ 19863.4-91
ГОСТ 19863.4−91 チタン合金. タングステンの定量方法
ГОСТ 19863.4−91
グループ В59
ソビエト社会主義共和国連邦国家標準
チタン合金
タングステンの定量方法
Titanium alloys.
Methods for the determination of tungsten
ОКСТУ 1809
施行日 1992-07-01
情報データ
1. ソ連航空工業省により開発・導入
開発者
V. G. Davydov, 技術科学博士;
2. СССР製品管理品質委員会及び基準管理委員会の決定で認可され、導入。
3. 旧規格
4. 検査周期 — 5年
5. 参照する規範技術文書
| 参照された規範技術文書の識別番号 |
項目番号 |
| ГОСТ 3118–77 |
2.2; 3.2; 4.2 |
| ГОСТ 4147–74 |
2.2 |
| ГОСТ 4204–77 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 4328–77 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 4461–77 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 5457–75 |
4.2 |
| ГОСТ 9656–75 |
3.2; 4.2 |
| ГОСТ 10484–78 |
3.2; 4.2 |
| ГОСТ 10929–76 |
4.2 |
| ГОСТ 11125–84 |
4.2 |
| ГОСТ 17746–79 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 18289–78 |
2.2; 3.2 |
| ГОСТ 25086–87 |
1.1 |
| ГОСТ 27067–86 |
2.2; 3.2 |
| ТУ 6−09−1678−86 |
2.2; 3.2 |
| ТУ 48−19−69−80 |
2.2; 3.2 |
| ТУ 48−19−57−78 |
4.2 |
本標準は、0.1〜6.0%の質量比に対する比色法および0.5〜6.0%の質量比に対する原子吸光法によるタングステンの定量方法を規定します。
1. 共通要求事項
1.1. 分析方法に対する共通要求事項は、
1.1.1. 分析結果は、2回の並行試験の算術平均とします。
2. タングステンの比色定量方法（タングステン質量比1.0〜6.0%の場合）
2.1. 方法の原理
この方法は、硫酸溶液でサンプルを溶解し、チタン(III)による六価タングステンの還元後に、ロダン化アンモニウムと五価タングステンの黄色錯体を形成し、光密度を400 nmの波長で測定することに基づきます。
チタン、鉄、ニッケル、クロムは、予め水酸化ナトリウムで分離されます。モリブデンとタングステンの比が1:1を超えない場合は、グラデュエーション曲線を作成する際にモリブデンの適切な質量比を追加することで影響を軽減します。
2.2. 装置・試薬・溶液
分光光度計またはフォトエレクトロコロリメーター。
サーモレギュレータ付きマッフル炉。
灰分除去フィルター
吸着剤（マセレート紙）：100 gの破砕済みフィルター（「赤帯」）を、500 cmのビーカーに入れ、300 cm
の水を加え、撹拌機で均一なペースト状になるまで混ぜます。
硫酸 、比率 1:1 および 1:3 の溶液。
塩酸 、比率 2:1, 1:1, 1:4 の溶液。
硝酸 、比率 1:5 の溶液。
酸混合物：300 cmの塩酸に100 cm
の硝酸を加えて混合。
水酸化ナトリウム 及び200 g/dm
の溶液。
ロダン酸アンモニウム の溶液。
チタン
_______________
* ロシア連邦内では、
塩化チタン（III）、溶液10 g/dm^3: 1 gのチタンを250 mLのコニカルフラスコに入れ、塩酸溶液（2:1）を50 mL加え、時計皿またはろうとで覆い、加熱して溶解し、同じ塩酸溶液を用いて一定量を維持します。
溶液を室温まで冷却し、100 mLのメスフラスコに移し、塩酸溶液（2:1）を目盛りまで加えます。混合してから、暗所において栓をしたフラスコで4日間使用可能です。
ナトリウムタングステン酸2水和物（GOST 18289に従う）
標準タングステン溶液：1.7941 gのナトリウムタングステン酸を250 mLのコニカルフラスコに入れ、20 g/dm^3の水酸化ナトリウム溶液を100 mL加え、中程度の加熱で溶解します。
溶液を室温まで冷却し、1000 mLのメスフラスコに移し、20 g/dm^3の水酸化ナトリウム溶液を目盛りまで加える。混合してから、ポリエチレンの容器で保管します。
1 mLの溶液には0.001 gのタングステンが含まれています。
タングステンの質量濃度を確認するために、標準タングステン溶液の50 mLエイリアケット部分を400 mLのビーカー3つに分け、硝酸を15 mLずつ加え、5-6 mLに蒸発させます。その後、100 mLの沸騰水を加え、15分間沸騰させ、マセレートペーパーを加えて撹拌します。
生成した沈殿物を中密度フィルター（「白帯」）でろ過し、30-40 °Cに加熱した硝酸溶液で5-6回洗浄します。
フィルターと沈殿物を750-800 °Cに到達するまで乾燥し、測定した重量の磁器または白金のるつぼに入れ、400-500 °Cで慎重に灰化し、750-800 °Cのムッフル炉で1時間焼成し、デシケータで冷却してから計量します。
同時に試薬汚染のための対照実験を行います。
式で（）を用いてタングステン酸ナトリウムの質量濃度をg/cm^3で計算します。
ここで、—沈殿物を含むるつぼの質量、g; —るつぼの質量、g; —質量濃度測定のために採取したナトリウムタングステン酸溶液の体積、mL; 0.7930 —酸化タングステンからタングステンへの変換係数。
塩化鉄（III）6水和物（GOST 4147に従う）
100g/dm3の溶液: 100gの三塩化鉄を1000cm3のビーカーに入れ、200cm3の1:4の塩酸溶液に溶かし、700cm3の水を加えて混合します。
高純度の金属モリブデン (TU 48-19-69に基づき、99.5％以上のモリブデンを含有)。
標準モリブデン溶液: 1gのモリブデンを250cm3の三角フラスコに入れ、30cm3の酸混合液に溶かします。その後、30cm3の1:1硫酸溶液を加え、白い蒸気が現れるまで蒸発させます。溶液を室温まで冷却し、50cm3の水を加えて塩を溶解させます。溶液を室温まで冷却し、1000cm3のメスフラスコに移し、水を目盛りまで加えて混合します。
1cm3の溶液には0.001gのモリブデンが含まれます。
メチルオレンジ: 0.1gの試薬を100cm3の水に溶かし、軽く加熱します。
2.3. 分析の実施
2.3.1. 試料重量0.25gを250cm3の三角フラスコに入れ、40cm3の1:3硫酸溶液を加え、完全に溶解するまで加熱します。溶液に少しずつ硝酸を加え、紫色が消えるまで滴下し、さらに3滴多めに加えて白い蒸気が出るまで蒸発させ、その後3分間加熱を続けます。
溶液を室温まで冷却し、40cm3の水を加え、塩を溶解するまで加熱し、混合します。その後、10cm3の三塩化鉄(III)溶液と40cm3の水酸化ナトリウム200g/dm3溶液を加えて混合します。
溶液を10cm3ずつに分けて、80-85℃に加熱した水酸化ナトリウムの50cm3溶液を含む250cm3のメスフラスコに移します。フラスコを水酸化ナトリウム200g/dm3の10cm3の熱い溶液で洗浄し、混合します。流水中で室温まで冷却し、目盛りまで水を加えて混合します。
沈殿を15–20分間放置して固まらせ、フィルタ中程度の密度（「白い帯」）を通して250cm3の三角フラスコに濾過し、最初のフィルトレートは捨てます。
100cm3 の容量のメスフラスコに、表1に従って試料を入れ、2cm3 のチオシアン酸アンモニウム溶液、45cm3 の塩酸（2:1）を加え、混合し、15〜17°Cまで冷却します。
表1
| タングステンの質量分率, % | アリコット部分の体積, cm3 |
| ------------------------------ | --------------------------------- |
| 1.0 から 3.0 を含む | 10 |
| 3.0 より大きく 6.0 未満 | 5 |
冷却した溶液に、3価のチタン溶液を15滴（5滴ずつ分けて）加えます。合金中にモリブデンが存在する場合は、モリブデンとチオシアン酸イオンとの赤橙色の錯体が消えるまで、4滴ずつ分けて3価のチタンを加え、さらに5滴を過剰に加えます。安定した黄緑色が形成された5分後に、1:1の塩酸溶液を標線まで加え、混合します。
2.3.2. 溶液の光学密度は、400nmの波長で、光路長が30mmのキュベットで5分後に測定しますが、30分以内に行ってください。分析に使用した全ての試薬を用いて、2.3.1項に基づいて作成された対照溶液が比較溶液として使用されます。
2.3.3. タングステンの質量分率は、キャリブレーション曲線を用いて計算します。
2.3.4. キャリブレーション曲線の作成
250cm3の容量のコニカルフラスコに、それぞれ0.25gのチタン標本を入れます。そのうち6つに、2.5、5.0、7.5、10.0、12.5、15.0cm3の標準タングステン溶液を加えます。これは、0.0025、0.005、0.0075、0.01、0.0125、0.015gのタングステンに相当します。更に、40cm3 の硫酸溶液（1:3）を加え、2.3.1項を続行します。
合金中にモリブデンが存在する場合は、8つの250cm3の容量のコニカルフラスコに、試料内のモリブデンの質量分率に対応する量の標準モリブデン溶液を測定します。タングステンが加えられていない溶液を比較溶液とします。
得られた溶液の光学密度の値と対応するタングステンの質量を用いて、キャリブレーション曲線を作成します。
2.4. 結果の処理
2.4.1. タングステンの質量分率 (W) は、以下の式で計算します:
W = (C/S) × 100, (2)
ここで、C はキャリブレーション曲線から求めた試料溶液中のタングステンの質量 (g)、
S は対応する試料のアリコット部分中の重さ (g) です。
2.4.2. 結果の不一致は、表2に示された値を超えてはなりません。
表2
| タングステンの質量分率, % | 許容される絶対不一致, % |
| --------------------------- | ------------------------------ |
| 1.00 から 2.00 を含む | 結果の並列測定: 0.10 |
| | 分析結果: 0.15 |
| 2.00 より大きく 4.00 未満 | 結果の並列測定: 0.20 |
| | 分析結果: 0.25 |
| 4.00 より大きく 6.00 未満 | 結果の並列測定: 0.30 |
| | 分析結果: 0.35 |
3. 光度法によるタングステンの測定方法 (タングステンの質量分率が0.1%から1.5%の場合)
3.1. 方法の原理
この方法は塩酸とフッ化ホウ素酸の混合物で試料を溶解し、五価タングステンをチオシアン酸アンモニウムと反応させて黄色の錯体を生成し、予備的に三価チタンで六価タングステンを還元した後、溶液の光学密度を400nmの波長で測定することに基づいています。
モリブデンとタングステンの比が1:1を超えない場合、キャリブレーション曲線の作成時にモリブデンの質量分率を加えることでその影響を除去できます。
この方法は、タングステンの質量分率が1.5%以下の合金に適用可能です。
3.2. 機器、試薬および溶液
分光光度計または光電カラーリメーター。
温度制御付き電気炉。
デアッシュフィルター TУ 6–09–1678に準じて。
吸着材（マセリーゼ紙）：100gの粉砕したフィルター（「赤いリボン」）を500cm³のビーカーに入れ、300cm³の水を加え、均一な質量になるまで撹拌する。
硫酸 ГОСТ 4204 密度1.84g/cm³。
塩酸 ГОСТ 3118 密度1.19g/cm³、1:1と2:1の溶液。
硝酸 ГОСТ 4461 密度1.35-1.40g/cm³、1:5の溶液。
フッ化水素酸 ГОСТ 10484。
ホウ酸 ГОСТ 9656。
フルオロボル酸：10±2℃の温度で280cm³のフッ化水素酸に130gのホウ酸を少しずつ加えて混合する。試薬はポリエチレン容器で準備し、保管する。
チオシアン酸アンモニウム ГОСТ 27067、150g/dm³の溶液。
チタン ГОСТ 17746 TG-100マーク。
三塩化チタン、10g/dm³の溶液：1gのチタンを250cm³のコニカルフラスコに入れ、50cm³の2:1塩酸溶液を加え、時計皿または漏斗で覆い、加熱しながら溶かし、同じ塩酸溶液で一定の体積を維持する。
溶液を室温まで冷却し、100cm³のメスフラスコに移し、2:1の塩酸溶液を目盛りまで加え、撹拌する。
水酸化ナトリウム ГОСТ 4328、20g/dm³の溶液。
二水和ナトリウムウォルフラム中性的酸 ГОСТ 18289。
ウォルフラム標準溶液—節2.2による。
高純度金属モリブデン TU 48–19–69、99.5%以上のモリブデン含有。
モリブデン標準溶液—節2.2による。
3.3 分析の実施
3.3.1 試料量を表3に従って秤量し、100cm³のコニカルフラスコに入れ、20cm³の塩酸、1cm³のフルオロホウ酸を加え、完全に溶解するまで加熱する。
表3
| 質量分率 ウォルフラム, % | 試料質量, g |
| --- | --- |
| 0.1 〜 0.5 | 0.5 |
| 0.5 〜 1.5 | 0.2 |
溶液を室温まで冷却し、100cm³のメスフラスコに移し、水を目盛りまで加え、撹拌する。10cm³のアリクオート溶液を100cm³のメスフラスコに移し、10cm³のチオシアン酸アンモニウム溶液、15滴の三塩化チタン溶液を加え、1:1の塩酸溶液で目盛りまで加え、撹拌する。
3.3.2 溶液の光学密度は10分後、30分以内に波長400nmで30mmのキュベットで測定する。
比較溶液は、試料を表3に従って秤量し、100cm³のコニカルフラスコに入れ、節3.3.1に従って分析を行う。
3.3.3 ウォルフラムの質量分率は、検量線に基づいて計算される。
3.3.4 検量線の作成
100cm³のコニカルフラスコ9本にチタンの試料を表3に従って入れる。8本には0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0cm³のウォルフラム標準溶液（それぞれ0.0005、0.001、0.0015、0.002、0.0025、0.003、0.0035、0.004gのウォルフラムに相当）を測定し、20cm³の塩酸、1cm³のフルオロホウ酸を加え、節3.3.1に従って分析を行う。
合金にモリブデンが含まれる場合、100cm³のコニカルフラスコ9本にモリブデンの標準溶液を試料のモリブデン質量分率に相当する量測定する。
比較溶液はウォルフラムが含まれていない溶液である。
得られた溶液の光学密度と、それに対応するウォルフラムの質量に基づいて検量線を構築する。
3.4 結果の処理
3.4.1 ウォルフラムの質量分率(%)は次の式で計算される：
(質量ウォルフラム 検量線の場合, g)/(試料の対応するアリクオート部分, g) x 100%
3.4.2 結果の違いは表4の値を超えてはならない。
表4
| 質量分率 ウォルフラム, % | 絶対許容差, % |
| 結果の並列決定 | 結果の分析 |
| 0.10 〜 0.25 | 0.04 | 0.05 |
| 0.25 〜 0.75 | 0.08 | 0.10 |
| 0.75 〜 1.50 | 0.10 | 0.15 |
4. 原子吸光法によるウォルフラムの測定方法
4.1 方法の要旨
方法は、試料を塩酸とフルオロホウ酸で溶解し、同化炎アセチレン - 亜酸化窒素の255.1nmでウォルフラムの原子吸収を測定することに基づく。
以下の準備、試薬、溶液を使用する：
アトミックアブソープティブスペクトロフォトメーター（ウォルフラム用光源付き）
アセチレン ГОСТ 5457
医療用亜酸化窒素
塩酸 ГОСТ 3118 密度1.19g/cm³、2:1の溶液
硝酸 ГОСТ 11125 密度1.35−1.40g/cm³、1:5の溶液
フルオロ酸 ГОСТ 10484
フルオロホウ酸/ 硝酸混合物 比率1:1
ホウ酸 ГОСТ 9656
フルオロボル酸：280cm³のフルオロボル酸に130gのホウ酸を加え、均一な溶液を作成し、ポリエチレン容器に保管。
過酸化水素 ГОСТ 10929
高純度ウォルフラム TU 48−19−57
標準ウォルフラム溶液
溶液A：5gのウォルフラムをフッ素樹脂の容器に入れ、1:1比率のフルオロ酸/硝酸混合物75cm³を加え、溶解後、500cm³のメスフラスコに移し、水で目盛りまで加え撹拌し、溶液をポリエチレン容器に保管。
1cm³の溶液Aには0.01gのウォルフラムが含まれる。
溶液B：10cm³の溶液Aを100cm³のメスフラスコに移し、水で目盛りまで加え撹拌し、ポリエチレン容器に保管。
1cm³の溶液Bには0.001gのウォルフラムが含まれる。
4.3分析の実施
4.3.1 0.5gの試料を100cm³のコニカルフラスコに入れ、2:1塩酸溶液20cm³、フルオロホウ酸1cm³を加え、適度に加熱して溶解する。溶液を室温まで冷却し、1cm³の過酸化水素、フルオロホウ酸10cm³を加え、100cm³のメスフラスコに移し、水で目盛りまで加え、撹拌する。
4.3.2比較溶液はプロトコル4.3.1に従って準備する。
4.3.3 検量線の作成
4.3.3.1 質量分率0.5〜2.0%の場合
100cm³のコニカルフラスコ5本にそれぞれ0.5gのウォルフラムを含まない合金を入れ、プロトコル4.3.1に従って溶解し、さらに4本に溶液Bを2.5、5.0、7.5、10.0cm³を計量して加え、0.0025、0.005、0.0075、0.01gのウォルフラムに相当し、プロトコル4.3.1に従って分析を続ける。
4.3.3.2 質量分率2.0%以上から6.0%の場合
100cm³のコニカルフラスコ5本にそれぞれ0.5gのウォルフラムを含まない合金を入れ、プロトコル4.3.1に従って溶解し、さらに4本に溶液Aを1.0、2.0、3.0、4.0cm³を計量して加え、0.01、0.02、0.03、0.04gのウォルフラムに相当し、プロトコル4.3.1に従って操作を継続する。
4.3.4 試料溶液、比較溶液、検量線用溶液をアセチレン/亜酸化窒素炎 (還元雰囲気) に噴霧し、255.1nmでウォルフラムの原子吸光を測定する。
得られた原子吸光値とそれに対応するウォルフラムの質量濃度に基づいて、検量線を「原子吸光値 - ウォルフラム質量濃度, g/cm³」座標で構築する。
試料溶液及び比較溶液におけるウォルフラムの質量濃度は、検量線に基づいて決定される。
4.4 結果の処理
4.4.1 ウォルフラムの質量分率 (g) は次の式で計算する：
(試料溶液のウォルフラム質量濃度 - 比較溶液のウォルフラム質量濃度) × 試料溶液の体積 / 試料の重量 × 100%
4.4.2 結果の違いは表5の値を超えてはならない。
表5
| ウォルフラムの質量分率, % | 絶対許容差, % |
| 並列決定の結果 | 分析の結果 |
| 0.50 〜 1.00 | 0.05 | 0.10 |
| 1.00 〜 2.00 | 0.10 | 0.15 |
| 2.00 〜 4.00 | 0.15 | 0.20 |
| 4.00 〜 6.00 | 0.25 | 0.30 |
