钛及钛合金是主要的金属质料，普遍用于航空航天、医疗、化工、冶金、海洋工程等领域。我国钛及钛合金的产能产量居天下前线，但由于钛材整体的品级不高、质量不稳固，高端钛及钛合金仍需入口。导致钛材品质不佳的缘故原由除了手艺工艺等因素之外，检测要领也是主要因素之一，其中样品前处置惩罚是最要害的一步？⒁恢帜苤阃辈舛鸭钛合金中多元素的样品前处置惩罚要领对提高检测效率具有主要增进作用。

电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）可同时测定多元素，应用普遍。现在，测定钛及钛合金中上述元素的标准要领有GB/T 4698系列、SN/T 3910—2014《海绵钛、钛及钛合金中锰、铬、镍、铝、钼、锡、钒、铜的测定电感耦合等离子体发射光谱法》、YS/T 1262—2018《海绵钛、钛及钛合金化学剖析要领多元素含量的测定电感耦合等离子体原子发射光谱法》等。这些标准要领均接纳盐酸-氢氟酸-硝酸或硫酸-氢氟酸-硝酸系统在烧杯中消融样品，且要求消融温度不宜凌驾70℃，不然会使Si、Cr等易挥发元素损失，导致测定效果偏低。研究职员以盐酸-氢氟酸-硝酸-高氯酸混淆溶液为消解酸系统，接纳微波消解钛及钛合金样品，以ICP-AES同时测定钛及钛合金中19种元素的含量。要领不但镌汰了酸消耗量，也最大限度镌汰了待测元素损失，提高了测定效果的准确度，尚有利于节能减排。

1.试验要领

样品前处置惩罚

称取样品于微波消解罐中，加入33%（体积分数，下同）盐酸溶液、25%氢氟酸溶液、50%硝酸溶液和高氯酸，将微波消解罐置于微波消解仪中，凭证微波消解程序消解，冷却至室温，将消解液转移至容量瓶中，用水定容，制得样品溶液1，用于测定质量分数不大于1.0%的元素。从样品溶液1中分取5.0mL于50 mL容量瓶中，用水定容，制得样品溶液2，用于测定质量分数大于1.0%的元素。随同用高纯钛举行空缺试验，制得空缺溶液。

标准溶液系列的配制

基质匹配的多元素混淆标准溶液系列Ⅰ的配制：称取适量的高纯钛6份，凭证上述要领前处置惩罚后，划分转移至6支50mL容量瓶中，划分加入适量的1000mg·L?1的Fe、Si、Mn、Mo、B、Al、Sn、Cr、V、Zr、Mg、Nb、Pd、Ni、Ta、W、Nd、Ru、Cu单位素标准储备溶液，用5%硝酸溶液定容，配制成19种元素质量浓度为0，0.2，0.5，2.0，8.0，20.0mg·L?1的基质匹配的多元素混淆标准溶液系列Ⅰ，用于测定质量分数不大于1.0%的元素。

基质匹配的多元素混淆标准溶液系列Ⅱ的配制：称取适量的高纯钛1份，前处置惩罚后，转移至100mL容量瓶中，用5%硝酸溶液定容。从中分取5.0mL至6支50mL容量瓶中，加入适量1000mg·L?1的Fe、Mn、Mo、Al、Sn、Cr、V、Zr、Nb、Cu单位素标准储备溶液，用5%硝酸溶液定容，配制成Fe、Mn、Cu质量浓度为0，1.0，2.0，4.0，6.0，10.0mg·L?1，Mo、V质量浓度为0，1.0，5.0，20.0，40.0，80.0mg·L?1，Al、Sn、Cr、Zr质量浓度为0，1.0，5.0，10.0，20.0，40.0mg·L?1，Nb质量浓度为0，2.0，10.0，30.0，60.0，100.0mg·L?1的基质匹配的多元素混淆标准溶液系列Ⅱ，用于测定质量分数大于1.0%的元素。

2.效果与讨论

2.1消解方法的选择

现在，在烧杯中消融样品时，消解时间短，便于视察，但温度不易控制，易挥发元素和微量元素容易损失。试验以YS/T 1262—2018中接纳的30mL50%盐酸溶液+2mL氢氟酸+2mL硝酸为消解酸系统，较量了两种消解方法（开放式烧杯中消解与微波消解）消解统一样品后上述易挥发元素和微量元素（Si、B、Ni、Cu）的测定值及其相对标准误差（RSD），效果见表1。

表1消解方法对部分元素测定效果的影响（n=10）

效果显示，接纳微波消解时，元素测定值的RSD均小于4.0%，重复性较好。因此，试验选择微波消解法作为样品消解方法。

2.2消解酸系统的较量

现在，接纳ICP-AES测定钛及钛合金的样品消解标准要领列于表2。

表2差别消解要领比对

由表2可知，标准要领中常用的消解酸系统主要有盐酸-氢氟酸-硝酸、硫酸-硝酸和硫酸-氢氟酸-硝酸等混淆溶液。接纳盐酸-氢氟酸-硝酸混淆溶液为消解酸系统适用于测定Mn、Mo、B、Al、Cr、V、Zr、Nb、Pd、Ni等元素的样品前处置惩罚，但若是样品中含有Nd等稀土元素，F-与Nd3+形成难溶于盐酸和硝酸的氟化钕，因此该消解酸系统不适用于测定稀土元素的样品前处置惩罚。而在消解酸系统中加入硫酸，虽然可用于测定稀土元素的样品前处置惩罚，但硫酸与钛反应使溶液呈紫玄色，未便于视察样品是否消融完全，且硫酸黏度较大，影响雾化效率，因此不宜接纳。凭证硝酸可以氧化部分低价钛和氟化钕易溶于高氯酸的特点，试验选择盐酸-氢氟酸-硝酸-高氯酸混淆溶液为消解酸系统。

别的，表2中部分标准要领接纳的样品前处置惩罚要领中消解酸系统的酸消耗量为50~100mL，爆发的试验废液约500mL，而本要领的酸消耗量为10~15mL（节约了85%），爆发废液约95mL（减排81%）。该要领不但节约了样品前处置惩罚时间和质料本钱，也极大镌汰了试验废液。

2.3消解酸系统中酸用量的选择

酸用量影响消解的反应速率，当酸用量过高时，反应过于强烈使样品被冲到罐壁，导致样品消融不完全且造成铺张。起源研究发明接纳33%盐酸溶液-25%氢氟酸溶液混淆溶液为消解酸系统时，反应速率较合适。进一步选择差别用量的33%盐酸溶液（2.0，5.0，8.0，12.0mL）和25%氢氟酸溶液（1.0，2.0，3.0，4.0mL）举行正交试验。效果显示，当33%盐酸溶液和25%氢氟酸溶液用量划分为8.0，3.0mL时，样品消融完全且罐壁无钛屑飞溅。硝酸主要用于氧化低价钛，使消解后的样品溶液清亮透明，便于视察样品是否消融完全，向消解后的溶液逐滴加入50%硝酸溶液，试验发明当50%硝酸溶液加入量为1.0mL时，样品中低价钛氧化完全，溶液清亮透明。

别的，取5份高纯钛（Nd质量分数小于0.001%），划分加入等量30mg·L?1Nd单位素标准溶液，在其他处置惩罚条件相同的情形下，考察了高氯酸加入量（0，0.5，1.0，1.5，2.0mL）对溶样效果的影响。效果显示，0.5mL高氯酸能完全消融氟化钕。综上，试验选择消解酸系统中酸用量为8.0mL33%盐酸溶液、3.0mL25%氢氟酸溶液、1.0mL50%硝酸溶液和0.5mL高氯酸。

2.4微波消解升温时间和目的温度的选择

微波消解升温时间和目的温度影响着样品的消解效果。在梯度升温模式下，试验考察了升温时间和目的温度对统一样品（海绵钛、钛合金）消解效果的影响，效果见表3。

表3升温时间和目的温度对样品消解效果的影响

效果显示，第一阶段目的温度60℃，升温时间1min，第二阶段目的温度120℃，升温时间8min为最佳升温程序。

2.5事情曲线和检出限

凭证仪器事情条件，测定基质匹配的多元素混淆标准溶液系列Ⅰ或系列Ⅱ，以待测元素的质量浓度为横坐标，以对应的响应强度为纵坐标绘制事情曲线。所得线性参数见表4。

表4线性参数和检出限

在仪器事情条件下对空缺溶液一连测定11次，盘算测定值的标准误差（s），以3倍的标准误差确定要领的检出限（3s），各元素的检出限见表4。

2.6准确度和细密度试验

凭证试验要领测定4种钛合金标准样品IARM345A、IARM300B、IARM178C和IARM303B中元素含量，并与标准要领GB/T 4698系列（以下简称标准要领）的测定效果举行比照。其中钛合金标准样品IARM303B（Pd认定值为0.13%±0.01%）用于验证本要领测定Pd的准确度，效果显示本要领的测定值为0.13%，标准要领的测定值为0.12%。其他标准样品中元素的测定效果见表5。

表5准确度试验效果

由于钛合金标准样品中不含Mg、W、Ru、Nd等4种元素，因此凭证试验要领和标准要领剖析含上述4种元素的3种现实样品（TA12钛合金、TA26钛合金和TC25钛合金），以验证测定这4种元素的要领准确度，效果见表6。

效果显示，本要领的测定值与标准要领的基本一致，说明要领的准确度较好。同时，凭证试验要领对钛合金标准样品IARM345A、IARM178C以及现实样品TA12钛合金、TC25钛合金平行测定5次，盘算测定值的RSD，效果显示，各元素测定值的RSD均小于4.0%，知足钛及钛合金中19种元素同时测定的要求。

表6差别要领下样品中部分元素的测定效果

3.试验结论

研究职员以8.0mL33%盐酸溶液、3.0mL25%氢氟酸溶液、1.0mL50%硝酸溶液、0.5mL高氯酸的混淆酸为消解酸系统，以微波消解法消解钛及钛合金样品，接纳ICP-AES同时测定钛及钛合金中19种元素的含量。与标准要领的样品前处置惩罚要领相比，本要领具有酸消耗量少、待测元素损失减小、试验废液排放少等优点，但包括卸压时间在内的样品前处置惩罚时间仍较长，有待进一步研究。