SJ 3237 89 电子级氩中痕量氧的测定方法 氩离子化气相色谱法

   

中华人民共和国机械电子工业部部标准

电子级氩中痕量氧的测定方法

氩离子化气相色谱法

1 主题内容与适用范围

1.1 主题内容

本标准规定了电子级氩中痕量氧的氩离子化气相色谱法

1.2 适用范围

本标准适用于电子级氩中痕量氧的测定。当进样量为3ml时，其测定范围为0.2—10ppm

2 方法原理

2.1 本方法是以高纯氩气为载气的电离检测器气相色谱法

2.2 被分析气中的氧经分子筛色谱柱与其它杂质分离后进入氩离子化检测器

2.3 氩离子检测器宜氚源为能源，氚源辐射的β粒子使氩分子受激生成亚稳态氩。具有一定能量的亚稳态的氩院子使比氩激发能低的有机物蒸汽分子电离产生基流，当杂质分子进入电离室时，产生猝灭效应，导致基流下降。在一定条件下，基流下降值与杂质浓度成正比，从而对杂质含量进行测定。

3 仪器和材料

a.氩离子化气相色谱仪

b.指数稀释器

c.雅琪净化器 内装10—15目锆铝16吸气剂

d.进样阀

2mm，长1——2m，填充30—60目5A或13X分子筛

f.记录仪0—1mV，或微处理机

g.纯氩，符合GB4842

h.有机气源 不锈钢管内径2mm，长150m，填充纯三氯代苯。

4 测定流程框图和测试条件

4.1 流程框图 见图1

 

    图l氲离子化气相色谱流程框图

4.2测试条件

    a．柱温室温(15～35℃)；

    b．检测器温度室温(15～35℃)；

    c．净化炉温度一级净化700℃；二级净化400℃；

    d．检测器高压250—500V;

    e．收集极高阻  10⁸Ω;

    f．载气流速40ml／min;

    g．稀释气体流速60ml／min;

    h．标准气进样量1ml;

    j．样气进样量3ml．

5操作步骤

5.1仪器启动前．严格检查气路的密封性．

5.2打开净化炉加．热开关，接通主机、微电流放大器及高压电源；净化炉温度达到设

定值后，转动有机气阀门，使载气流经三氯代苯后进入检测器，调节载气流速．打开记

录仪，待基线稳定后可开始测试．

5.3标准将稀释气流速词至设定值，并打开稀释器开关，注入O.1ml空气．然后每

隔3min由进样阀进稀释标准气1ml．

5.3.1样七 测试由六通阀进样，记录峰高．及保留时间，重复进行三次．

6结果计算

6.1标准计算

    稀释标准气氧的初始浓度C₀按（1）式计算：

............................................（1）

   式中：

    C₀——为稀释标准气初始浓度．ppm;

    C0₂——空气中氧气浓度21%；

    Vs---注入空气的体积 ml；

    V——为稀释瓶体积．ml．

    b．平均稀释系数按(2)式计算

    ……………(2)

  式中：

  n——为进稀释标准气次数；

  hi--为第i次进样时的氧的峰高，mm．

  C．各次进标准气氧的浓度Ci按(3)式计算：

    …………(3)

  式中：

  Ci——为标气中氧浓度，ppm;

  d．响应系数F为ppm／mm．

  e．标准曲线绘制以hi为纵轴．Ci为横轴，作标准曲线．其斜率的倒数，即为F

值，见图2．

图2标准曲线

 

                                                                

6.2 样气中氧浓度C_样按（4）式计算

.................................（4）

式中：C_样——样气中氧浓度，ppm

      h_样——为样品气中氧的峰高，mm

      V_标——为标准气进样体积，ml

      V_样——为样品气进样体积，ml

注：计算公式推导见附录A

7.分析精密度

三次分析结果的相对平均偏差小于15%

8  测试报告

8.1 测试报告应包括下列内容：

a.时间、地点、单位、日期

b.取样方式及编号

c.样品名称

d.使用仪器种类、型号

e.测试条件和结果

f.测定时观察到的任何异常现象

g.分析者签名

9  注意事项

9.1 检测器氚源必须使用有氚气通过

9.2 气路系统必须硬接，使用前需严格检查各部分的气密性

9.3 载气流速在一次测试中必须稳定一致

9.4 稀释气流速必须恒定在设定值

9.5 标准气路及样品气路进样前必须充分吹洗干净，直至无进样空白

9.6 分析结束后，关闭有机气

10 典型色谱图见图3

图3电子级氩气中杂质分析典型色谱图

附录A

计算公式推导

（补充件）

Al标准计算

  根据指数稀释配制标气的计算公式

   ...............................(A 1)

式中：Ci——在时间ti时的浓度；

    Co——起始浓度．t=0；

    v——稀释瓶体积．ml;

    u——稀释气流速，ml／min;

    li——进稀释标气的时间，min;

    e——自然对数的底．

    用上式计算浓度，必须精确测量稀释瓶内的压力，也必须把每个取样阀后的系统流量变化计算在内。这样非常困难，易造成误差，

    由式(A1)知：

  ..............................（A2）

    当取样时间间隔一定时，即t_i-t_i-1=△t时，则(A2)变为：

     ...................................(A3)

    因为式(A3)中的u、V．△t均为定值，所以有：

      …………………………………………(A4)

  根据色谱信号与组分浓度成正比关系：

   ........................................(A5)

中：F为响应系数．h为峰高或峰面积则由(A4)、(A5)可得

..........................（A6）

   故稀释系数……………………(A8)

  经过测定一系列标准浓度下的色谱信号，可求出平均稀释系数，即为

    …………………………(A3).

(Al)式可变为

   ...................（A9）

根据标准曲线或者用最小二乘法回归。即可求出响应系数：

   F=c/h………………….,……………………………………(A10)

A2样气中组分浓度计算

根据色谱信号与浓度的关系，可得：

    .........................(A11)

如果标准气进样1ml

    则.....................（Al2）

附加说明：

本标准由机械电子工业部电子标准化研究所提出．

本标准由北京有色金属研究总院负责起草．

本标准主要起草人崔熙钟、周绍联．赵长春和尹恩华．

 

1352