ГОСТ 23862.13-79

ГОСТ 23862.13−79 ランタン、ネオジム、ガドリニウム、ジスプロシウム、イットリウム及びその酸化物。プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム酸化物の不純物の測定方法（改正 N 1, 2）

ГОСТ 23862.13−79

グループ B59

加盟国間標準

ランタン、ネオジム、ガドリニウム、ジスプロシウム、イットリウム及びその酸化物

プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウムの酸化物としての不純物の測定方法

МКС 77.120.99
ОКСТУ 1709

施行日 1981−01−01

ソ連国家規格委員会の1979年10月19日付決定 N 3988 により施行日は 01.01.81 と定められた。

有効期限の制限は、標準化・計量・認証に関する加盟国間評議会の議事録 N 7−95 により解除された（ИУС 11−95）。

改訂版（変更 N 1、2 を含む）、1985年4月、1990年5月に承認（ИУС 7−85、8−90）。


本規格は、ランタン、ネオジム、ガドリニウム、ジスプロシウム、イットリウム及びそれらの酸化物中に含まれるプラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウムの酸化物としての不純物を測定する蛍光法を定める。

本法は、試料の結晶蛍光体中の希土類元素不純物イオン（活性化剤）の蛍光スペクトルを、火花放電またはX線照射により励起し、得られた発光を記録することに基づく。含有量は標準添加法により求める。

X線励起時における不純物酸化物の求められる質量分率：

ランタン及びその酸化物中：
プラセオジム	3·10% から 5·10%
ネオジム	5·10% から 2·10%
サマリウム	1·10% から 5·10%。

放電（スパーク）励起時における不純物酸化物の求められる質量分率：

ランタン及びその酸化物中：
プラセオジム	5·10% から 2·10%
サマリウム	5·10% から 2·10%
ジスプロシウム	から 5·10% まで 2·10%
ネオジムおよびその酸化物中:
プラセオジム	から 5·10% まで 5·10%
サマリウム	から 5·10% まで 5·10%
ジスプロシウムおよびその酸化物中:
テルビウム	から 2·10% まで 5·10%
イットリウム、ガドリニウムおよびそれらの酸化物中:
サマリウム	から 1·10% まで 1·10%
ユーロピウム	から 1·10% まで 1·10%
ガドリニウム	から 1·10% まで 1·10% （イットリウムおよびその酸化物中のみ）
テルビウム	から 5·10% まで 1·10%
ジスプロシウム	から 5·10% まで 1·10%

(改訂版、改正 N 1, 2)。

1. 一般要求事項

1.1. 分析法に関する一般的要求事項 — ГОСТ 23862.0−79 による。

2. 装置、材料および試薬

アフタグロー（残光）モードで蛍光スペクトルを記録する装置（図1）。

1 — 火花発生器 ИГ-3; 2 — 遮蔽カバー; 3 — 4個の可動タングステン電極を備えたオブチュレーター（シャッタ）ディスク; 4 — 銅-グラファイトブラシ; 5 — オブチュレーターの羽根（ブレード）; 6 — 固定タングステン電極; 7 — 結晶蛍光体入りキュベット; 8 — 電動機 СЛ-521; 9 — 回折モノクロメーター МДР-2; 10 — 光電子倍増管 ФЭУ-18; 11 — 電動機 РД-09; 12 — 高圧安定化整流器 ВСВ-2; 13 — 電子記録計

図1

X線照射で励起された蛍光スペクトルを記録する装置（図2）。

1 — X線管用電源ブロック; 2 — X線管; 3 — 試料供給キュベット（結晶蛍光体ペレット入り）; 4 — コンデンサー; 5 — モノクロメーター; 6 — 光電子倍増管; 7 — 高電圧安定器; 8 — 光電子倍増管; 9 — ポテンショメーター

図2

温度調節器付きマッフル炉（最大温度1200 °C）。

電気ホットプレート。

温度調節器付き乾燥炉（最大温度120 °C）。

乳鉢および乳棒（ジャスパー製、または有機ガラス製、またはニオブ製）。

有機ガラス製ボックス。

分析天秤 型式 ВАР-200 または同等品。

トーション天秤 型式 ВТ-500 または同等品。

プラチナ坩堝 №7。

アルンド製坩堝 N 122、容量 15−20 см。

吸湿綿（ГОСТ 5556–81）。

トレーシングペーパー（ГОСТ 892–89）。

石英皿（容量 30−50 см）。

磁器製舟形皿（ГОСТ 9147–80）。

超純硝酸（ГОСТ 11125–84）、1:1 に希釈したもの。

超純塩酸（ГОСТ 14261–77）、1:1 に希釈したもの。

塩化ナトリウム（ГОСТ 4233–77）、分析用高純度、濃度 10 g/dmの溶液。

二重脱イオン水。

精留エチルアルコール（工業用）（ГОСТ 18300–87）。

ランタン、プラセオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、テルビウム、イットリウムの酸化物（測定対象不純物に関して純度の高いもの）。

ストック溶液 I（プラセオジム、サマリウム、ジスプロシウム、テルビウム） - 各希土類元素を酸化物換算で1 mg/cm^3含む溶液として調製する。調製法：100 mgの当該希土類酸化物を容量50 cm^3のビーカーに入れ、水で湿らせ、0.5–1 cm^3の塩酸を加え、電気加熱板で溶解するまで加熱し、室温まで冷却する。これを容量100 cm^3のメスフラスコに移し、水で目盛りまで希釈して混合する。 作業溶液 I - 各希土類元素を酸化物換算で1 µg/cm^3含む溶液は、ストック溶液 I を水で1000倍に希釈して調製する。 ストック溶液 II（サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、テルビウム） - 各希土類元素を酸化物換算で1 mg/cm^3含む溶液として調製する。調製法：100 mgの当該希土類酸化物を容量50 cm^3のビーカーに入れ、水で湿らせ、0.5–1 cm^3の硝酸を加え、電気加熱板で溶解するまで加熱し、室温まで冷却する。これを容量100 cm^3のメスフラスコに移し、水で目盛りまで希釈して混合する。 作業溶液 II - 各希土類元素を酸化物換算で1 µg/cm^3含む溶液は、ストック溶液 II を水で1000倍に希釈して調製する。 ストック溶液 III - プラセオジム、ネオジム、サマリウムの酸化物をそれぞれ酸化物換算で3 mg/cm^3含む溶液として調製する。調製法：各酸化物を300 mgずつ容量100 cm^3のビーカーに入れ、水で湿らせ、6–10 cm^3の塩酸を加え、電気加熱板で溶解する。ガラス球をかぶせて湿潤塩になるまで蒸発・濃縮し、これを容量100 cm^3のメスフラスコに移して水で目盛りまで希釈し、混合する。 作業用溶液IIIは、各酸化物ごとに3 μg/cm^3含有するように、予備溶液IIIを水で1000倍に希釈して調製する。新たに調製した作業用溶液IIIは各酸化物ごとに1.5 μg/cm^3含有するように、作業用溶液IIIを水で2倍に希釈して調製する。 （改正稿、改正 N 1, 2） 3. 分析の実施 3.1. 結晶蛍光体の調製 3.1.1. ランタンからの結晶蛍光体：4つの石英皿にそれぞれ解析試料のランタン酸化物（または相当量の金属）300 mgを入れ、塩化ナトリウム溶液を各皿に2 cm^3ずつ、塩酸を各皿に0.5–1 cm^3ずつ加える。2つの皿には、プラセオジム、サマリウム、ジスプロシウムの標準作業溶液I（1 μg/cm^3）を、これら希土類不純物の含有が試料中に想定される濃度の1.5–3倍になるように加える。次に4つの皿すべてを電気加熱プレートに載せ、試料を溶解し、干固まで蒸発し、マッフル炉で700–750°Cで20–25分間焼成し、室温まで冷却する。 （X線励起の場合）：6個の白金るつぼにそれぞれ解析試料のランタン酸化物（または相当量の金属）300 mgを入れ、水を各るつぼに1 cm^3ずつ、塩酸を各るつぼに2 cm^3ずつ加える。2つのるつぼには作業用溶液III（3 μg/cm^3）を各1 cm^3ずつ、別の2つのるつぼには作業用溶液III（1.5 μg/cm^3）を各1 cm^3ずつ、残りの2つには各1 cm^3の水を加える。6個のるつぼすべてを冷たい電気加熱プレートに載せ、徐々に加熱して試料を溶解し、干固まで蒸発し、マッフル炉で700–750°Cにて25分間焼成し、室温まで冷却する。得られた結晶蛍光体はニオブ製乳鉢で軽く粉砕し、トレーシングペーパー袋に入れてデシケーターで保存する。 （改正稿、改正 N 1） 3.1.2. ネオジムからの結晶蛍光体：50 cm^3容量のビーカーに解析試料のネオジム酸化物（または相当量の金属）150 mgを入れ、少量の水で湿らせ、塩酸を1–1.5 cm^3加え、電気加熱プレートで溶解させ、室温に冷却してから25 cm^3容量のメスフラスコに移し、目盛りまで水で希釈する（溶液A）。 ついで、4つの石英皿にそれぞれランタン酸化物300 mg（プラセオジムおよびサマリウムが不純物として少ないもの）を入れ、溶液A、塩化ナトリウム溶液および塩酸を各皿に1 cm^3ずつ加える。その後は項3.1.1に示した手順に従い、プラセオジムおよびサマリウムの作業溶液Iを使用する。マッフル炉で700–800°Cにて15–20分間焼成する。 3.1.3. ジスプロシウムからの結晶蛍光体：50 cm^3容量のビーカーに解析試料のジスプロシウム酸化物（または相当量の金属）150 mgを入れ、少量の水で湿らせ、塩酸を1–1.5 cm^3加え、電気加熱プレートで溶解させ、室温に冷却してから25 cm^3容量のメスフラスコに移し、目盛りまで水で希釈する（溶液B）。 ついで、4つの石英皿にそれぞれテルビウムが不純物として少ないイットリウム酸化物300 mgを入れ、溶液B、塩化ナトリウム溶液および塩酸を各皿に1 cm^3ずつ加える。その後は項3.1.1に示した手順に従い、テルビウムの作業溶液Iを使用する。マッフル炉で800–850°Cにて25–30分間焼成する。 3.1.4. イットリウムまたはガドリニウムからの結晶蛍光体：アルンダム製るつぼ4個に、それぞれ解析試料のイットリウムまたはガドリニウム（あらかじめ酸化物またはその酸化物に変換したもの）300 mgを入れ、水を各るつぼに1 cm^3ずつ、塩酸を各るつぼに2 cm^3ずつ加える。2つのるつぼには作業溶液IIを加え、測定対象の希土類不純物の質量分率が試料中に想定される値の1.5–3倍になるようにする。残りの2つのるつぼには各1 cm^3の水を加える。 各測定不純物の質量分率が1·10^-1 %（0.1%）より大きい試料を分析する場合は、各不純物について別々の結晶蛍光体から測定する。各不純物を測定するために、アルンダム製るつぼ4個にそれぞれイットリウム酸化物またはガドリニウム酸化物の解析試料300 mgを入れる。2つのるつぼには該当する作業溶液IIを加え、測定対象不純物の質量分率が試料中の想定値の1.5–3倍になるようにし、残りの2つのるつぼには各1 cm^3の水を加える。 各るつぼの内容物はガラス棒で混合し、100–110°Cの乾燥器で干固まで蒸発させ、乳鉢で1–2分間すりつぶし、同じるつぼに戻し、マッフル炉で1000–1100°Cにて1時間焼成し、室温まで冷却する。 （改正稿、改正 N 1, 2） 3.2. 励起と蛍光スペクトルの記録 各結晶蛍光体を乳鉢で粉砕し、石英窓を有するキュベットに充填する。各酸化物の分析では、添加量の多いものから順に4個の結晶蛍光体の蛍光スペクトルを励起し記録する。結晶蛍光体を入れたキュベットはシャッターディスクの背後に置く（図1参照）。蛍光スペクトルは、固定したタングステン電極と、回転するシャッターディスク上に取り付けられた4本の可動タングステン電極のうちの1本との間の火花放電により励起する。シャッターディスクはモーター（SL-521）によって毎秒50回（50 s^-1）で回転される。このとき単色計の入射スリットはシャッターで閉じられている。単色計の入射スリット幅は15–20 μm、出射スリット幅は20–40 μmである。スパーク放電の終了後、約2·10^-3 s経過してから単色計の入射スリットが開かれ、結晶蛍光体の残光（後光）が約2·10^1 sの間記録される。 （改正稿、改正 N 2） 3.2.1. 各結晶蛍光体の蛍光スペクトルは、添加量の多いものから順に励起して記録する。結晶蛍光体を試料供給キュベットに入れ、シャッターを上げて槽孔から装置内部へ導入する。蛍光スペクトルはX線励起で励起し、ネオジムの測定にはX線管電圧を25 kV、プラセオジムおよびサマリウムの測定には15 kVとする。単色計の入射スリット幅と光電子増倍管（ФЭУ）の電圧は、添加量の多い試料の解析時に、レジストグラム上のピーク高さがポテンショメータの全スケールの40–50%となるように設定する。このときのバックグラウンドは全スケールの10%を超えてはならず、ポテンショメータの増幅率の調整で達成する。出射スリット幅は入射スリット幅の約1.5倍とする。 （改正稿、改正 N 1, 2） 4. 結果の処理 4.1. 各レジストグラムにおいて、分析対象不純物元素の分析線のピーク高さ（H）を測定する（表1参照）。 表1 - 元素 — 記録するスペクトル範囲（nm） — 分析線波長（nm） — 基体 - プラセオジム — 615–635 — 628 — ランタンおよびネオジム中 - サマリウム — 550–580 — 565 — イットリウムおよびガドリニウム中 590–610 — 600 — ランタンおよびネオジム中 - ユーロピウム — 600–630 — 612 — イットリウムおよびガドリニウム中 - ガドリニウム — 300–330 — 319 — イットリウム中 - ジスプロシウム — 560–590 — 572 — イットリウムおよびガドリニウム中 565–580 — 570 — ランタン中 - テルビウム — 530–560 — 544 — イットリウムおよびガドリニウム中 535–552 — 543 — ジスプロシウム中 - プラセオジム — 485–510 — 494 (500) — ランタン中（X線励起時） - ネオジム — 850–950 — 900 — — - サマリウム — 550–580 — 565 — — 2つの平行値 H1 および H2（添加なし試料から調製した2つの結晶蛍光体のそれぞれのレジストグラムから得られる）について、その算術平均 H̅ を求める。各測定酸化物の質量分率（ω、％）は次の式により計算する： ω = (ωд · (H — H̅0)) / (Hд — H̅0) × 100%, ここで ωд は添加物の質量分率（％）、Hд は添加した結晶蛍光体のレジストグラムで得られた分析線ピーク高さ（H）、H̅0 は添加なし試料から得られた平均ピーク高さ（算術平均）である。 （原式は図示式に従う） もし添加量が項3.1に示した要求を満たしていなければ、新たな添加量で分析を繰り返す。 4.2. 再現性管理のため、2つの平行値 H1 および H2（添加なし試料から調製した2つの結晶蛍光体のそれぞれのレジストグラムから得られる）について、各平行測定の結果 X1 および X2 を求める。2つの平行測定の結果または2回の分析結果の差は、表2に示す許容差を超えてはならない。 表2 - 基体 — 測定対象不純物 — 許容差（差） - ランタンおよびその酸化物 — プラセオジム酸化物 — 2.0 ネオジム酸化物 — 2.0 サマリウム酸化物 — 3.0 ジスプロシウム酸化物 — 3.0 - ネオジムおよびその酸化物 — プラセオジム酸化物 — 2.4 サマリウム酸化物 — 3.6 - ジスプロシウムおよびその酸化物 — テルビウム酸化物 — 1.9 - イットリウムおよびガドリニウムおよびその酸化物 — サマリウム酸化物 — 2.0 ユーロピウム酸化物 — 2.8 ガドリニウム酸化物 — 2.3 ジスプロシウム酸化物 — 3.0 テルビウム酸化物 — 2.7 （以上）