專利名稱：錫鉛合金鍍層鉛含量的測定方法
技術領域：
本發明涉及錫鉛合金鍍層成分的測定方法，尤其是一種錫鉛合金鍍層中鉛含量的測定方法。
背景技術：
產品或零部件錫鉛合金鍍層中鉛含量有嚴格的要求，如某平衡力繼電器，是當今航空領域比較先進的繼電器，該系列產品對錫鉛鍍層中的鉛含量的要求是3% 10 %。這是因為錫鉛鍍層中如果錫含量過高，鍍層表面會產生晶須和氧化現象，影響產品表面質量；力口入適當的鉛能夠控制錫的含量并能夠起抗氧化作用，同時鍍層中一定鉛的存在還可提高產品在裝配過程中的焊接性，但鉛含量必須嚴格控制。目前國內是采用控制槽液成分的方法來控制產品鍍層成分，但分析槽液成分鉛含量的化學分析方法，其分析結果與實際鍍層成分有較大偏差，不能直觀準確反應產品鍍層中鉛含量。而國外是通過電鏡、電子探針對鍍層表面進行成分分析，而這種檢測法所需儀器相當昂貴(100多萬元)。如果采用化學分析方法對產品或零部件鍍層成分進行分析，又存在無法進行取樣的難題。目前國內還未曾見有簡便成熟的錫鉛合金鍍層成分的測定分析方法。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種利用現有的儀器(X熒光分析儀)，即可進行的適用、簡便、快捷無損的分析方法-X熒光分析法，解決產品或零部件錫鉛合金鍍層成分分析的難題。本發明采用如技術方案
本發明所述錫鉛合金鍍層鉛含量的測定方法，是使用X熒光分析儀與計算機相連，通過配置錫鉛合成標樣建立錫鉛分析曲線，利用Edx3000、exe全元素分析程序與錫鉛分析曲線進行對比，測定得出產品或零部件錫鉛合金鍍層鉛含量，具體步驟如下
a)將X熒光分析儀與計算機相連；
b)根據待測試產品或零部件錫鉛鍍層含量允許數值范圍，稱取4 5組以上不同數值的錫、鉛材料混合，熔煉配置合成標樣，對每一熔煉后標樣中鉛百分含量用化學分析法進行計算，確定其數值，將上述所有標樣用X熒光分析儀掃描后確定不同鉛百分含量標樣的X射線能量強度，建立鉛含量一X射線能量強度分析曲線，輸入計算機；
c)用X熒光分析儀掃描合成標樣，通過Edx3000.exe全元素分析程序和所述分析曲線，計算機即可自動確定顯示標樣鍍層中鉛百分含量數值，將該數值與上述化學分析計算所得真值進行比較，驗證X熒光分析儀和上述分析曲線的準確性；
d)用X熒光分析儀掃描待測產品或零部件，計算機即可顯示其錫鉛合金鍍層鉛含量。
圖I為本發明所述測定方法實施例中的鉛含量一X射線能量強度分析曲線。
具體實施例方式下面結合某一繼電器錫鉛鍍層鉛含量要求(3% 10%)，對本發明測試方法步驟進行詳細說明
X射線照射在物質上而產生的射線為次級X射線。用來照射的X射線叫原級X射線。任何物質受到原級X射線的照射時，都要產生相應特征的次級X射線，次級射線釋放出的能量只與元素有關。本發明即是利用這一特性對鍍層成分進行分析測定。本發明所述錫鉛合金鍍層鉛含量的測定方法的技術方案是使用X熒光分析儀與計算機相連，通過配置錫鉛合成標樣建立錫鉛分析曲線，利用Edx3000、exe全元素分析程序與錫鉛分析曲線進行比，測定得出產品或零部件錫鉛合金鍍層鉛含量，具體步驟是
X熒光分析儀與計算機相連后，根據產品鍍層成份范圍建立錫鉛分析曲線，該分析曲線建立方法如下
第一步根據鉛含量要求(3% 10%)配置五個錫鉛合成標樣·
在分析天平上準確稱取純鉛(99. 99%)，純錫(99. 99%)，本實施例根據技術要求配置相應的五個錫鉛合成標樣，其錫鉛元素含量分別為
1號稱取 Pb: I. 002Ig Sn:49. 0056g 鉛百分含量 2%;
2號稱取 Pb:2. 0012g Sn:48. 0036g 鉛百分含量 4%;
3號稱取 Pb:3. 0041g Sn:47. 0016g 鉛百分含量 6.01%;
4號稱取 Pb:4. 0036g Sn :46. 0026g 鉛百分含量 8.01%;
5號稱取？13:5.00818 Sn :45. 0066g 鉛百分含量 10.01%。將上述五組標樣混合材料分別置于I號、2號、3號、4號、5號瓷i甘禍中，加熱至350°C，待瓷坩堝中的錫鉛充分溶解后，取出，用不銹鋼棒充分攪拌，再次放入馬費爐中加熱3500C，保溫10分鐘。取出，倒入模具中冷卻取出。第二步自制錫鉛合金標準試樣中錫、鉛化學成分分析計算
由于進行高溫加熱溶解，錫、鉛發生氧化，所以錫鉛合金成分百分含量發生改變，不能按實際稱取的重量進行計算。需采取化學分析和計算以確定其實際含量，分析計算步驟為
稱樣溶解，分別稱取I號、2號、3號、4號、5號自制標樣O. 2000g置于250毫升高腳燒杯中，加濃硝酸5暈升加熱溶解，待試樣充分溶解后，加50暈升水煮沸使生成的錫酸充分水解。趁熱取下溶液并過濾，沉淀用熱水洗滌5-6次。將沉淀轉入已稱重的瓷坩堝中，濾液轉入250毫升高腳燒杯中電解鉛用。將瓷坩堝放在高溫電爐灰化，然后將瓷坩堝放入馬費爐(800-9000C)中灼燒40分鐘，在干燥器中冷卻，稱重。在盛有濾液的250毫升高腳杯中，加入5毫升(1+1)硫酸，用已烘干、稱重的鉬電極插入高腳杯中，裝在44B型電解分析儀上進行電解，電流為I. 5-2A，電解一小時后用水洗滌高腳杯內壁；再電解20分鐘，如在新浸入的電極上不再有沉積，表示電解完全，在通電狀態下取下電極洗凈，在120°C的烘箱內烘30分鐘。計算公式如下
錫百分含量 Ar^=(G1-G2)XO. 7877+ G 式中斤一為灼燒后的坩堝重量 G2—為灼燒前的坩堝重量G—為所稱試樣的重量
O. 7877—二氧化錫中錫的換算系數
鉛百分含量 Tb^F(G1-G2)XO. 866 + G
式中A1—為電解后電極重量
G2—為電解前電極重量
G—為所稱試樣的重量
O.866—二氧化鉛中鉛的換算系數
下表為通過化學分析方法計算得出的標樣中錫、鉛元素的百分含量
序號項目Pb%Sn%
12. 2897.71
24. 3695.62
36. 2893. 71
48.5691.43
510. 7289. 26
第三步利用X熒光光譜儀分別對自制錫鉛合成試樣I號、2號、3號、4號、5號進行掃描，確定不同鉛百分含量標樣的X射線能量強度，連線建立鉛含量一X射線能量強度分析曲線，如圖I所示，輸入計算機。并存入計算機Edx3000、exe全元素分析軟件系統中。再用X熒光分析儀對自制錫鉛標準試樣進行測試驗證，計算機自動測出數據如下 表(一)I號標樣5次所得數據
^apb5t 真值測量值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對
偏差平均值
12. 28 2. 34 +0.06 +2.63 +0.07 +3.08 2. 27
22. 28 2. 32 +0.04 +1. 75 +0.05 +2.020 2. 27
32. 28 2. 22 -0.06 -2.63 -O. 05 -2. 20 2. 27
42. 28 2. 20 -0.08 -3. 51 -0.07 +3.08 2. 27
52. 28 2. 25 -0.03 +1. 32 -O. 02 +0.88 2. 27 表(二)2號標樣5次所得數據
^apb5t真值測量值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對偏
差平均值
14. 36 4. 30 -0.04 -0.92 -0.07 -1.60 4. 37
24. 36 4. 34 -0.02 -0.46 -0.03 -0.69 4. 37
34.36 4.38 +0.02 +0.46 +0.01 +0.23 4.37
44. 36 4.40 +0.04 +0.92 +0.03 +0.69 4. 37
54. 36 4. 42 +0. 06 +1. 38 +0. 05 +1. 14 4. 37 表(三)3號標樣5次所得數據
^apb5t真值測量值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對偏
差平均值
16. 28 6. 36 +0.06 +0.96 +0.07 +1.11 6. 29
26. 28 6. 30 +0.02 +0. 32 +0.01 +0. 16 6. 2936. 28 6. 25 -0.03 +0.48 -0.04 -0.64 6. 29
46. 28 6. 32 +0.04 +0.64 -0.03 -0.48 6. 29
56. 28 6. 24 -0.04 -0.64 -0.05 +0. 79 6. 29
表(四)4號標樣5次所得數據
^apb5t真值測量值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對偏
差平均值 18. 56 8.62 +0.06 +0. 70 +0.07 +0.82 8. 55
28. 56 8.49 -0.07 -0.82 -0.06 -O. 70 8. 55
38. 56 8. 52 -0.04 -0.47 -0.03 -O. 35 8. 55
48. 56 8. 50 -0.06 -0.07 -0.05 -O. 58 8. 55
58. 56 8.60 +0.04 +0.47 +0.05 +0. 58 8. 55 表(五)5號標樣5次所得數據
^apb5t真值測量值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對偏
差平均值
110. 72 10.69 -0.03 +0. 28 -0.03 +0. 28 10. 72
210. 72 10. 76 +0.04 +0. 37 +0.04 +0. 37 10. 72
310. 72 10.68 -0.04 -O. 37 -0.04 -O. 37 10. 72
410. 72 10.66 -0.06 -O. 56 -0.06 -O. 56 10. 72
510. 72 10.80 +0.08 +0. 75 +0.08 +0. 75 10. 72 驗證分析曲線準確性后，采用同樣的方法照射測試繼電器的錫鉛鍍層中鉛含量。本發明所述錫鉛鍍層中鉛百分含量測試方法，結果重現性好、精密度高、準確性可靠。并且測試速度快(2分鐘)對所分析的產品無任何損傷。注意事項
I、制備合成標樣時成分含量不能按稱量理論值計算，因為在熔煉過程中高溫造成錫鉛氧化，必須通過化學分析對合金中錫、鉛進行分析計算，以確定實際含量。2、標樣熔煉過程中溫度應控制在350±5°C。3、采用X熒光分析錫鉛鍍層中鉛時，鍍層厚度應以X熒光不擊穿為標準，因此被測產品或零件應電鍍40分鐘以上。4、為了保證測試結果的準確性，產品測試前應先對儀器進行校準(合成標樣測試)。
權利要求
1.一種錫鉛合金鍍層鉛含量的測定方法，其特征在于該方法使用X熒光分析儀與計算機相連，通過配置錫鉛合成標樣，確定不同鉛百分含量標樣的X射線能量強度，建立鉛含量一X射線能量強度分析曲線，利用Edx3000、exe全元素分析程序與錫鉛分析曲線進行對比，測定得出產品或零部件錫鉛合金鍍層鉛含量，具體步驟如下 a)將X熒光分析儀與計算機相連； b)根據等測試產品或零部件錫鉛鍍層含量允許數值范圍，稱取4 5組以上不同數值的錫、鉛材料混合，熔煉配置合成標樣，對每一熔煉后標樣中鉛百分含量用化學分析法進行計算，確定其真值，將上述所有標樣用X熒光分析儀掃描后建立鉛含量一X射線能量強度分析曲線，輸入計算機； c)用X熒光分析儀掃描合成標樣，通過Edx3000.exe全元素分析程序和所述分析曲線，計算機即可自動確定顯示標樣鍍層中鉛百分含量數值，將該數值與上述化學分析計算所得真值進行比較，驗證X熒光分析儀和上述分析曲線的準確性； d)用X熒光分析儀掃描產品或零部件，計算機即可顯示其錫鉛合金鍍層鉛含量。
全文摘要
一種錫鉛合金鍍層鉛含量的測定方法，其特征在于該方法使用X熒光分析儀與計算機相連，通過配置錫鉛合成標樣，確定不同鉛百分含量標樣的X射線能量強度，建立鉛含量—X射線能量強度分析曲線，利用Edx3000、exe全元素分析程序與錫鉛分析曲線進行對比，測定得出產品或零部件錫鉛合金鍍層鉛含量，本發明適用、簡便、快捷，投入低,分析結果重現性好、精密度高、準確可靠，對所分析的產品無任何損傷。
文檔編號G01N23/223GK102879414SQ20121038902
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者程偉, 雷國玉 申請人:貴州天義電器有限責任公司