ICS 77.080.01 H 11 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T31926—2015 钢板及钢带 锌基和铝基镀层中铅、 镉和铬含量的测定 辉光放电原子发射光谱法 Zinc and aluminum based coatings on steel sheets and stripsDetermination of lead,cadmium and chromium contensGlow discharge atomic emission spectrometry method 2015-09-11发布 2016-06-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T 31926—2015 前言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口。 本标准负责起草单位：鞍山钢铁集团公司。 本标准主要起草人：于媛君、高品、亢德华、邓军华、王海丹、李锋、徐承明。 I GB/T31926—2015 钢板及钢带锌基和铝基镀层中铅 镉和铬含量的测定 辉光放电原子发射光谱法 警告一一使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件 1范围 本标准规定了辉光放电原子发射光谱法测定铅、镐和铬的含量。 本标准适用于1um～50μm镀层厚度的钢板及钢带表面纯锌、锌铁、锌铝、铝锌镀层中铅镉铬元素 含量的测定。测定范围（质量分数）：铅：0.0035%0.2%；镉：0.003%~0.2%；铬：0.002%~0.02%。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T6379.2测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第2部分：确定标准测量方法重复 性与再现性的基本方法 GB/T19502表面化学分析辉光放电发射光谱方法通则 GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法 3原理 将具有平整表面的被测样品作为辉光放电装置的阴极，样品在直流或射频辉光放电装置中产生阴 极溅射，测量样品原子的特征光谱谱线强度。深度剖析时，发射强度记录为时间的函数，通过校准曲线 将强度对时间的函数转化为质量分数对溅射深度的函数。通过测量已知成分参考样品的溅射率可以建 立校准体系。根据被测样品中元素的谱线强度与浓度的关系，通过计算软件求出分析样品涂、镀层中待 测元素的含量。 4试剂和材料 放电气体：通常为高纯氩，纯度应达到99.999%。 5仪器 5.1概述 辉光放电原子发射光谱仪一般是由在GB/T19502中描述的Grimm型或类似的辉光放电光源（包 含直流或射频供电模式）和同时型光谱检测器组成。光谱仪具备适合于被分析元素的分析线。直径在 2mm~8mm的范围内的阳极均可使用。阴、阳极之间的距离一般在0.1mm0.3mm。推荐使用冷 1 GB/T319262015 却装置。分光计的一级谱线的色散的倒数应小于0.55nm/mm，焦距为0.5m1.0m。 5.2 仪器性能要求 为了检查仪器是否稳定，应当进行下列测试，对于某元素的质量分数超过1%的均匀试样进行11 次强度测定。选择恰当的放电条件进行分析，每次测量前的光源稳定时间（预溅射时间）至少60S，每次 测定都要在未被激发过的表面进行。计算这11次测定值的标准偏差，相对标准偏差应小于5%。 5.3检出限 各元素的检出限与仪器有关，也和钢表面涂镀层有关。因此对于不同仪器和不同钢表面涂镀层，给 定分析元素的检出限不是唯一的。如果分析元素的检出限低于涂镀层中预计最低质量分数的五分之 （或标准范围内，低端质量分数的五分之一）检出下限的测量可以采用SNR或SBR-RSDB法（见附录 A)。 6样品制备 根据GB/T20066或适宜的标准来进行取、制样，样品表面用乙醇或丙酮清洁。 样品的大小应适合于仪器光源所允许的大小尺寸，一般直径（长度或宽度）为20mm～100mm的 规则几何形状样品，样品应平整，满足仪器分析条件要求。 7仪器的准备 7.1 仪器工作环境 放置光谱仪的实验室室温应保持在18℃～26℃，且温差波动小于5℃/h，相对湿度应小于80%。 7.2谱线的选择 通常谱线的选择受如下因素的影响，即仪器谱线的范围，分析元素的含量，谱线的灵敏度和来源于 其他谱线的于扰。表1所列为推荐的一些谱线。除表中所列，也可使用其他适合的谱线 表1推荐的内标线和分析线 元素 波长/nm 249.326 Fe 371.994 371.029 Pb 220.353 Cd 228.802 Cr 425.433 7.3 仪器参数的优化 根据仪器厂家的说明启动并稳定运行仪器，按设备给出的程序检查并确保光谱仪的入口狭缝调整 正确，以保证光谱仪在光谱线的峰值测量发射强度，获得理想的信背比。 N GB/T31926—2015 7.3.1射频光源放电参数的设置 目前大多数的射频光源多采用恒定功率-气压模式，使用者也可采用其他模式或仪器厂家推荐的方 法。这种操作模式应能确保在校准和分析中有稳定的激发条件，或能达到最佳的准确度，那么这种方法 就可以在本方法中使用。应注意，所使用的放电参数因不同仪器而有所不同，一旦确定，这些放电参数 将被应用于曲线校准和样品分析。 7.3.1.1恒定功率和气压模式 恒定的两个参数是功率和气压。首先设置这两个参数为厂家推荐值，若推荐值不合适，按下列步骤 选择最佳条件： 每一个分析元素的谱线强度，固定一个参数，逐渐改变另一个参数，每个条件测量分析谱线强 度7次； b）固定在第一步中变化的参数，逐渐改变另一个参数，重复第一步的操作。对测定结果进行计 算，考察放电参数对强度和相对标准偏差的影响，从而确定最佳放电参数。 7.3.1.2射频发生器匹配器的优化 射频光源检测样品时，使用被测样品进行匹配器的优化，调节匹配器的参数，使反射功率达到最低。 对于自动匹配调节的仪器，一般需设置参数的初始值。初始值与最佳值越接近，自动匹配时间越 短。初始值可使用厂家推荐值，还可按下述方法优化初始值。 对被测样品进行深度分析，观察匹配参数曲线。如果曲线初始端皇上升状态，则增大该参数的初始 值，反之，则减小。当参数曲线的初始端基本呈平稳的直线时，为合适的初始值。 7.3.1.3检测系统的优化 选择不同类型的涂镀层样品，在设定的光源参数下进行分析。观察各种元素在检测器中的输出信 号强度。调整检测器的高压，使最低质量分数的元素能有足够的灵敏度，同时保证最高质量分数的元素 在检测器的检出限上限（饱和范围内）。 对于配置高动态检测器的辉光放电发射光谱仪，仪器自动根据元素谱线的强度调节检测器的负 高压。 7.3.1.4调整放电参数 对于不同类型的涂镀层样品，进行一次完整的逐层分析，在辉光放电环境中溅射足够长的时间以保 证完全进人基体材料。观察发射强度与溅射时间的关系，确保放电参数的设置能够实现稳定的溅射过 程。不稳定的溅射过程可能与样品表面过热有关，应考虑使用合适的冷却方式。如果放电过程不稳定， 则适当调节放电参数后再次分析镀层样品，如有必要，重复该过程直到获得稳定的放电状态。 7.3.1.5优化溅射束斑形状 必要时选择一种标准样品，溅射深度为5μm～15μm，用合适的表面轮廓仪测量溅射束斑的形貌。 在此过程中，重复微调放电参数，直至得到底部平直的束斑形状。 7.3.2设置直流辉光放电参数 直流辉光光谱仪有3个可控放电参数：电流、电压和气压，可以通过调节其中一个参数来实现其他 两个参数的恒定。现有直流辉光光谱仪一般采取调节气压恒定电流、电压模式。使用者也可以采用其 3