阅读说明：本技术 一种低含量α-石英标准样品的制备方法及应用 (Preparation method and application of low-content alpha-quartz standard sample ) 是由 任国涛 李婷婷 刘萍 张利新 郑德胜 于 2018-11-29 设计创作，主要内容包括：一种低含量α-石英标准样品的制备方法。其制备步骤为：选取与被测物质相匹配的硅质耐火材料基质物质A,其不含α-石英含量,以及已知石英含量的标准物质B；将基质物质A和标准物质B按比例混磨均匀使其α-石英含量达到目标值,实际测试定值后即为低含量α-石英的标准样品。本发明改进了目前硅砖残余石英含量的测试方法仅采用高含量(>96%)石英标准物质一点比对的方法；可以按照化学分析的基本方法采用合适浓度含量的系列标准物质,从而建立线性的X射线衍射强度和α-石英含量的函数关系,定量测试并计算出被测样品中残余石英相的含量,不确定度在可接受范围。方法更加科学合理,并易于推广应用。(A preparation method of a low-content alpha-quartz standard sample. The preparation method comprises the following steps: selecting a siliceous refractory material matrix substance A matched with a measured substance, wherein the siliceous refractory material matrix substance A does not contain alpha-quartz content and a standard substance B with known quartz content; and uniformly mixing and grinding the matrix substance A and the standard substance B in proportion to enable the alpha-quartz content to reach a target value, and obtaining a standard sample with low alpha-quartz content after actual test and fixed value. The invention improves the method that the existing method for testing the residual quartz content of the silica brick only adopts a one-point comparison method of high-content (> 96%) quartz standard substances; the method can adopt a series of standard substances with proper concentration content according to a basic method of chemical analysis, thereby establishing a linear function relation between the X-ray diffraction intensity and the alpha-quartz content, quantitatively testing and calculating the content of residual quartz phase in a tested sample, and the uncertainty is in an acceptable range. The method is more scientific and reasonable and is easy to popularize and apply.)

一种低含量α-石英标准样品的制备方法及应用

技术领域

本发明涉及耐火材料技术领域，具体为一种低含量α-石英标准样品的制备方法及应用。

背景技术

目前国内硅质耐火材料残余石英含量定量检测方法为YB/T172-2000,系借助于α-石英含量大于98％的α-石英标样，但标样如何获得该方法中没有规定。通行方法一是购买市售石英标样或者自己制取，市售石英标样如美国SRM石英标样含量在96％～97％，都很难达到98％及以上的含量范围。而自己制取定值溯源是个难点，传统的X射线衍射方法只能是定性或者半定量的方法，因为没有合适含量的标样不能像化学成分分析那样定量的获得被测量，而且常规性检测硅质耐火材料中残余石英含量一般都较低(＜10％)，这样被测含量就和使用标样之间呈现出比较大的浓度偏差，带来较大的不确定度。因此，要准确的定量检测残余石英含量，选择或制备与被测样品含量相一致的石英标准样品就显得尤为重要。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种低含量α-石英标准样品的制备方法，制备出一种与被测样品含量相一致的α-石英标准样品。本发明要解决的第二个技术问题是利用本发明制备的低含量α-石英系列标准样品采用X射线衍射检测的方法，能够更准确的定量检测硅砖中的残余石英含量。本发明专利就是找出一种低含量α-石英标准样品的制备方法从而制得合适的标准样品，使X射线粉末衍射检测硅砖中残余石英相的定量分析更加合理、科学并易于操作。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种低含量α-石英标准样品的制备方法，其制备步骤为：选取与被测物质基质一致的硅质耐火材料为基质物质A，其α-石英含量为零，以及已知石英含量的标准物质B；将基质物质A和标准物质B按比例混磨均匀使其α-石英含量达到目标值，定值后即为低含量α-石英的标准样品。

为了进一步改进技术方案，本发明所述标准物质B的加入质量为X，计算方式为：

X×标准物质B的石英含量/(基质物质A的质量+X)＝α-石英含量目标值。

为了进一步改进技术方案，本发明所述的基质物质A和标准物质B的粒度分布范围一致。

为了进一步改进技术方案，本发明基质物质A的研磨工艺为：选取残余α-石英含量为零的硅砖样品，去除表皮，先在破粉碎机中粗碎，再在碳化钨震动研磨机中充分磨细，磨细后检测其粒度，与标准物质B的粒度做对比，磨细粒度大于标准物质B的粒度时，再对其进一步湿法磨细，在研磨机中加入充分磨细后的基质物质A、纯水和锆质研磨球，进行湿式研磨，边研磨边以湿法状态测试其粒度分布，直至粒度和分布达到与标准物质B的粒度范围相一致，随后经蒸发、烘干、研磨装瓶备用。

为了进一步改进技术方案，本发明要求标准物质B的粒度范围为10μm以下。

一种使用上述制备方法制备的低含量α-石英标准样品在测试硅质耐火材料中残余α-石英相含量的定量测试方法应用。

为了进一步改进技术方案，本发明涉及的检测方法采用呈线性关系的多个α-石英标准样品对硅砖耐火材料中残余石英含量进行X射线衍射定量分析的检测方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：改进了目前硅砖残余石英含量的测试方法仅采用高含量石英一点比对的方法；可以按照化学分析的基本方法采用合适浓度含量的系列标准物质，从而建立线性的X射线衍射强度和含量的函数关系，定量测试并计算出被测样品中残余石英的数量值，不确定度在可接受范围，更加科学合理，易于推广应用。

附图说明

图1为具体实施例中基质物质A石英含量的XRD衍射图谱。

图2为具体实施例中步骤S1中基质物质A粒度组成图。

图3为具体实施例中标准物质B粒度组成图。

图4为具体实施例中步骤S4中基质物质A的粒度组成图。

图5为α-石英含量目标值为3.0％的标准样品的XRD衍射图谱。

具体实施方式

通过下面的实例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内涉及的一切技术改进措施。

一、配置α-石英含量目标值为3.0％的标准样品制备实例：

S1，先制备不含残余石英含量的硅质耐火材料基质物质A。选取多年使用后的硅砖样品，其石英含量的XRD衍射图谱如图1所示，去除表皮，先在破粉碎机中粗碎再在碳化钨震动研磨机中充分磨细，经激光粒度仪检测粒度组成见图2。从图2中可以看出其粒度范围为D10:2.187μm；D50:6.847μm；D90:25.788μm。

S2，选取已知石英含量的标准物质B，标准物质B为商售SRM的标准物质B，其中石英含量96.56％±0.40％，粒度组成如图3所示，粒度和分布均小于10μm。

S3，将基质物质A和标准物质B的粒度进行比对，D10:2.187μm；D50:6.847μm；D90:25.788μm和标准物质B相比粒度范围和分布均不符合小于10μm要求，需要进一步更换磨制方式磨细至要求粒度。

S4，选择一种高效混磨机设备加入一定量的步骤S1基质物质A，按一定配比加入纯水和一定配比材质的研磨球，选择合适的研磨罐，进行湿式研磨，边研磨边在湿法状态测试其粒度分布，若干时间的研磨后，直至粒度和分布达到上述小于10μm的目标要求，其粒度和分布如图4所示，随后经蒸发、烘干、研磨装瓶备用。

S5，计算基质物质A和标准物质B的质量配比：首先称取步骤S2中的标准物质B作为已知石英含量的标样，与上述步骤S1中的基质物质A进行湿法混配，基质物质A称取的总质量为10.0000g，x：已知的标准样品B称样量(g)

根据计算公式计算：X×96.56％/(10.0000+x)＝3.0％

X＝0.3206g

S6，配置α-石英含量目标值为3.0％的α-石英标准样品：根据步骤S5中计算的基质物质A和标准物质B的质量，准确称量将两者在湿法状态充分混合，最后经蒸发、烘干、装瓶作为低含量α-石英标准样品成品。

二、对上述配置好的低含量α-石英标准样品进行实验室定值检测验证：

取上述配置好的被测标准样品若干克，烘干压制成粉末样片，在布鲁克D8X射线衍射仪上按常规检测方法分别独立制样测试5次，测得残余石英含量结果如下：

次数	№1	№2	№3	№4	№5
						残余石英含量％	2.95	2.84	2.89	2.83	2.88

制备好的α-石英含量目标值为3.0％的标准样品的XRD衍射图谱如图5所示。

(第五次)。

C_均＝2.88％≈2.9％ C_均:平均残余石英含量％

S＝0.048 CV＝1.7％ S:测试标准偏差；CV：测试的变异系数

不确定度计算：u(x)＝R/C＝0.06％(R测试极差0.15；C取2.33，N＝5测试次数)

扩展不确定度(K＝2，95％)U＝2u(x)＝0.12％≈0.2％。U：扩展不确定度；u(x):标准不确定度。

三、结论

该所配α-石英标准样品(内控)赋值2.9％，不确定度0.2％。(K＝2,置信水平95％)。