摘 要：采用盐酸、硝酸及氢氟酸溶解样品，采用基体匹配法配制标准溶液消除基体效应的影响，选择 Al 396.152 nm、Ti 337.280 nm、Fe 238.204 nm、Si 251.611 nm 为分析线，使用电感耦合等离子体原子发射光 谱法（ICP-AES）测定 NiCu 合金中的铝硅铁钛。Al、Ti 的质量分数在 0.005%-1.0%范围内，Fe、Si 的质量 分数在 0.10%-8.0%范围内，各元素质量分数与对应的发射强度呈线性，校准曲线线性相关系数不小于 0.9996；方法中各元素检出限为 0.0002%-0.0010%；测定结果的相对标准偏差为 0.49%-3.0%；加标回收率 为 90.0%-105%。方法简单、快速，结果令人满意。
前言： NiCu 合金是以铜为主要添加元素的镍基合金，镍铜之间可以任何比例互溶。该合金是 一种综合性能比较优良的耐腐蚀合金，并具有很好的延展性、可锻造性和深冲性能，在石油 化工、原子能工业等行业有广泛应用。NiCu 合金中元素含量的差异会影响其综合性能，薛 春等[1]即考察了不同含量的 Cu 和 Fe 对 NiCu 合金的力学性能和耐腐蚀性能的影响。因此为 了获得良好性能的合金，需要准确测定该合金中多种元素含量。 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）具有检出限低、线性范围宽、灵敏度高、 精密度好等优点[2]，常被用于镍基合金中多种元素的检测[3,4]，文献中 NiCu 合金的测定方法 已有报道，但主要集中在 Ni、Cu、Si 3 个主量元素[5-7]，关于杂质元素的测定方法较少[8,9]， 尤其是 Ni60Cu30 合金及其元素的测定方法未见报道。本文通过盐酸、硝酸及氢氟酸溶解样品， 选择了合适的分析线并考察了基体和其他元素对待测元素的影响，建立了采用 珀金埃尔默ICP-AES 测 定 NiCu 合金中 Al、Ti、Fe、Si 的分析方法，结果满意。
1.2 主要试剂 Al、Ti、Fe、Si 单元素标准储备溶液（钢铁研究总院）：1000 μg/mL；Ni 基体溶液： 10 mg/mL，称 1.000 g 纯镍（质量分数大于 99.98%），用 10 mL 硝酸（1+1）加热溶解，冷 却后转移到 100 mL 容量瓶中，定容到刻度，摇匀；Cu 基体溶液：10 mg/mL，称 1.000 g 纯 铜（质量分数大于 99.98%），用 10 mL 盐酸（1+1）加热溶解，冷却后转移到 100 mL 容量 瓶中，定容到刻度，摇匀。 盐酸、硝酸、氢氟酸均为 MOS 级纯试剂；高纯氩气（纯度不小于 99.999%）；实验用 水为二次蒸馏水。
1.3 实验方法 准确称取 0.1 g（精确至 0.1000 g）NiCu 合金样品于 100 mL 聚四氟乙烯烧杯中，加入 1 mL 盐酸、3 mL 硝酸、1 mL 氢氟酸、4 mL 蒸馏水，室温溶解*，然后转移至 100 mL 塑料容量瓶中，定容至刻度，混匀，待测。 1.4 标准溶液系列配制 按照 NiCu 合金的主成分比例（mNi:mCu=60:30），称取 5 份 6 mL Ni 基体溶液和 3 mL Cu 基体溶液（即 Ni60Cu30），分别加入 0.005、0.02、0.10、0.50、1.0 mL Al 和 Ti 标准储备溶 液，及 0.10、1.0、3.0、5.0、8.0 mL Fe 和 Si 标准储备溶液，随同样品进行处理后，转移至 100 mL 容量瓶，定容至刻度，混匀。 2 结果与讨论 2.1 溶样酸及用量 由于 NiCu 合金中存在大量 Ni 和 Cu，单用 HCl 或 HNO3 均不能溶解*，另外分析 Si 元素需要加入少量 HF，否则测定结果偏低。为了确定最佳溶解方案，本文分别采用 6 种 不同比例的混酸溶解样品：（1）1 mL HCl+3 mL HNO3+1 mL HF（2）1 mL HCl+3 mL HNO3+1 mL HF+4 mL H2O（3）3 mL HCl+1 mL HNO3+1 mL HF（4）3 mL HCl+1 mL HNO3+1 mL HF+4 mL H2O（5）2 mL HCl+2 mL HNO3+1 mL HF（6）2 mL HCl+2 mL HNO3+1 mL HF+4 mL H2O。 结果发现浓酸溶解速度没有稀酸快，可能是由于发生了钝化导致，其中采用（2）的配比时， 溶解速度最快，因此本文采用（2）方法溶解 NiCu 合金。
2.2 分析谱线 根据仪器谱线库提供的推荐波长及检出限、信噪比、强度等参数，初选 Al、Ti、Fe、 Si 的灵敏谱线各 3 条。在选定的波长处进行谱图扫描，同时扫描实际样品溶液及与实际样 品相似浓度的 Ni、Cu 及待测元素的单标准溶液，进行谱图叠加，观察待测元素谱线受干扰 情况。按照分析线选择原则：选择光谱干扰小、灵敏度高的波长作为待测元素分析线，结果 为 Al 396.152 nm、Ti 337.280 nm、Fe 238.204 nm、Si 251.611 nm。
2.3 基体效应 分别称取 5 份空白试剂，5 份 Ni60基体溶液，及 5 份 Ni60Cu30基体溶液，按实验方法进 行处理，合成打底溶液，转移至 100 mL 容量瓶后，分别加入 0.005、0.02、0.10、0.50、1.0 mL Al 和 Ti 标准储备溶液，及 0.10、1.0、3.0、5.0、8.0 mL Fe 和 Si 标准储备溶液，定容后 绘制相应的标准曲线，用于检测样品。待测样品在三种标准曲线下的测定结果见表 2 所示， 其中 Al、Ti 在三种基体中测定结果相近，Fe 在空白试剂中测定结果偏低，Si 在不含 Cu 基 体中测定结果偏高，在空白试剂中测定结果偏低。这是由于 Ni、Cu 的存在不仅会造成谱线 干扰，也造成雾化效率、传输效率、原子化效率改变，形成对待测元素的正干扰负干扰等综 合干扰影响，所以配制标准溶液系列时需要加入与样品中相同含量的 Ni 和 Cu 进行基体匹 配。
3 结论 采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）同时测定 NiCu 合金中的 Al、Ti、 Fe、Si 的含量，选择了合适的分析线，采用基体匹配法配制标准溶液消除了基体效应的影 响，经方法学验证，方法准确可靠、精密度高，能*分析的技术要求。
参考文献： [1] 薛春, 陈顺娥, 唐懿, 等. 耐蚀镍铜合金 NiCu30 的基本特性和加工性能[C]. 第五届全国压力容器学术 会议论文集. 江苏南京: 中国机械工程学会压力容器分会, 2001: 77-80. [2] 阮桂色. 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)技术的应用进展[J]. 中国无机分析化学(Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry), 2011, 1(4): 15-18. [3] 杨倩倩, 何淼, 彭霞. 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定高温合金中 5 种非金属元素[J]. 中国无机分析化学(Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry), 2015, 5(4): 53-55. [4] 韦筱香. 镍基高温合金中几种主要杂质元素的 ICP-AES 测定法[J]. 化学工程与装备(Chemical Engineer & Equipment), 2015, (2):175-177.
