style="width:0.17338in;height:0.19338in" />测量10次空白溶液强度的标准差；
本文是学习GB-T 223.87-2018 钢铁及合金 钙和镁含量的测定 电感耦合等离子体质谱法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
GB/T 223 的本部分规定了用电感耦合等离子体质谱法测定钙和镁含量的方法。
本部分适用于钢铁及合金中质量分数为0.0002%～0.0035%的钙和0.0003%～0.05%的镁含量
的测定。
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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/T6379.1 测试方法与结果的准确度(正确度和精密度)
第1部分：总则与定义(GB/T 6379.1—
2004,ISO 5725- 1:1994,IDT)
GB/T 6379.2 测试方法与结果的准确度(正确度和精密度)
第2部分：确定标准测量方法的重
复性和再现性的基本方法(GB/T 6379.2—2004,ISO 5725-2:1994,IDT)
GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法(GB/T 6682—2008,ISO
3696:1987,MOD)
GB/T 12806 实验室玻璃仪器 单标线容量瓶(GB/T
12806—2011,ISO1042:1998,NEQ)
GB/T 12808 实验室玻璃仪器 单标线吸量管
GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法 (GB/T
20066—2006,ISO 14284:
1996,IDT)
试料溶解于盐酸、硝酸和氢氟酸的混合酸中。必要时，采用高氯酸发烟。稀释后样品溶液经蠕动泵
导入电感耦合等离子质谱仪。用电感耦合等离子质谱仪同时测量元素的质谱信号强度。
校准空白和校准溶液与被测样品中的主量元素以及试料分解用酸进行基体匹配。使用内标补偿仪
器漂移和基体效应。
除非另有说明，在分析中仅使用所含钙和镁质量分数低于0.0001%的高纯试剂或相当纯度的试剂
及 GB/T6682
中规定的一级水。如不能满足要求，应使用酸提纯装置(5.3)提纯试剂。
4.1 盐酸，p=1.19 g/mL。
4.2 硝酸，p=1.42 g/mL。
4.3 氢氟酸，p=1.19 g/mL。
4.4 高氯酸，p=1.67 g/mL。
4.5 钙标准储备液，1000μg/mL
称取2.4972 g 已在110℃烘干1 h
在干燥器中冷却至室温燥的碳酸钙(质量分数≥99.99%),置于
GB/T 223.87—2018
400 mL烧杯中，加入100 mL 盐酸(1+1)溶解，冷却后移入1000 mL
容量瓶中。用水稀释至刻度，
混匀。
此溶液1 mL 含1000μg 钙。
4.6 镁标准储备液，1000 μg/mL
称取1.6582g 经850℃灼烧30 min
并在干燥器中冷却至室温的氧化镁(质量分数≥99.99%),置 于400 mL
烧杯中，加入100 mL 盐酸(1+1),加热溶解后，冷却至室温，移入1000 mL
容量瓶中，用水
稀释至刻度，混匀。
此溶液1 mL 含1000μg 镁。
4.7.1 钙和镁混合标准溶液，100 μg/mL
分别移取10 mL 钙标准储备液(4.5)和镁标准储备液(4.6)置于100 mL
容量瓶中，加10 mL 盐酸
(4.1)用水稀释至刻度，混匀。
此溶液1 mL 含100.0 μg 钙和镁。
4.7.2 钙和镁混合标准溶液，10μg/mL
移取10 mL 钙和镁混合标准溶液(4.7.1)置于100 mL 容量瓶中，加10 mL
盐酸(4.1),用水稀释至
刻度，混匀。
此溶液1 mL 含10.0μg 钙和镁。
4.7.3 钙和镁混合标准溶液，1μg/mL
移取10 mL 钙和镁混合标准溶液(4.7.2)置于100 mL 容量瓶中，加10 mL
盐酸(4.1),用水稀释至
刻度，混匀。
此溶液1 mL 含1.0 μg 钙和镁。
4.8.1 钪标准储备液，1000 μg/mL
称取1.5338 g 预先在800℃灼烧过1 h
并冷却至室温的三氧化二钪(质量分数≥99.99%),置于 400 mL烧杯中，加100 mL
硝酸(1+1),滴加过氧化氢至完全溶解。煮沸赶尽过氧化氢，冷却至室温，
移入1000 mL 容量瓶中，加100 mL 硝酸(1+1),用水稀释至刻度，混匀。
此溶液1 mL 含1000 μg 钪。
4.8.2 钪内标溶液，10.0μg/mL
移取10 mL 钪标准储备液(4.8.1)置于1000 mL 容量瓶中，加100 mL
硝酸(1+1),用水稀释至刻
度，混匀。
此溶液1 mL 含10.0 μg 钪。
4.8.3 钪内标溶液，1.0 μg/mL
移取10 mL 钪内标溶液(4.8.2)置于1000 mL
容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。
此溶液1 mL 含1.0 μg 钪。
4.9 质量校正标准溶液(镁、铑、铟、铈、铅和铀) 10.0 μg/L。
于500 mL 塑料瓶(如聚乙烯塑料)中加入约400 mL 水，然后加入15 mL
盐酸(4.1)、5 mL 硝酸
(4.2)和2.5 mL 氢氟酸(4.3),用水稀释至约500 mL。
酸的质量在使用前以质谱仪扫描方式进行检查。如果相关元素峰出现，应更换或提纯酸，并重新检
查相同的元素。
4.11 Fe 基体溶液，10 mg/mL
称取1.0 g
高纯铁(质量分数不小于99.9%且钙和镁的质量分数均小于0.0001%),精确至0.01
g,
GB/T 223.87—2018
置于250 mL 烧杯中。加入20 mL 水，10 mL 盐酸(4.1)和2 mL
硝酸(4.2),低温加热至铁屑完全溶解。
冷却，移入100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。
此溶液储存于聚乙烯瓶中。
包括容量瓶、单标线吸量管、表面皿、石英烧杯或聚四氟乙烯烧杯、聚乙烯瓶、聚乙烯吸量管等。所
有玻璃器皿和塑料容器应用盐酸(1+4)清洗，然后再用水洗净。
所有玻璃容量器皿均应符合 GB/T 12806 和 GB/T 12808 规定的 A 级。
微量取液器量程为20μL～200μL,100μL～1000μL 和 1 mL～5 mL。
酸提纯装置包括红外光源、高纯聚乙烯罐、瓶及固定装置。以亚沸蒸馏原理进行酸的提纯，获得被
测元素质量分数低于0.0001%的二次提纯酸。
5.4 电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)
ICP-MS 仪器，配备耐氢氟酸溶液雾化进样系统，可以是磁扇式 ICP-MS (高分辨
ICP-MS)、 四极杆
ICP-MS (低分辨 ICP-MS) 和飞行时间ICP-MS(ICP-TOF-MS)。
按照每一类型ICP-MS 手册，优化ICP-MS
运行。所有三类仪器均以氩气作为工作气体。
测量10次与样品溶液基体相同且钙和镁浓度为10μg/L
的溶液，计算10次测量结果的标准偏差，
其相对标准偏差应不超过5%。
5.4.3 检出限(LOD) 和定量限(LOQ)
检出限(LOD) 和定量限(LOQ) 定义分别如式(1)和式(2)。
LOD=3×σ×cs/(X,-X,) (1)
LOD=10×σ×cs/(X,-X) (2)
式中：
style="width:0.17338in;height:0.19338in" />
测量10次空白溶液强度的标准差；
X、 — 测量10次标准溶液的平均强度；
Xb— 测量10次空白溶液的平均强度；
c,—— 标准溶液的浓度，单位为微克每升(μg/L)。
按照GB/T 20066 或适当的国家标准取制样。
GB/T 223.87—2018
称取0.10 g 试料，精确至0.1 mg。
随同试料作空白试验。
对于碳钢、低合金钢样品，将试料(7.1)置于100 mL 石英烧杯中，加入10 mL
水和5 mL 硝酸(4.2) [高硅试样补加0.5 mL
氢氟酸(4.3)],加热煮沸，并驱除氮氧化物后，取下冷却，移入100 mL 塑料容量
瓶中，加入1.0 mL 钪内标溶液(4.8.3),用水稀释至刻度，混匀，待测。
高碳钢、合金钢样品：将试料(7.1)置于100 mL 石英烧杯中，加入3 mL
盐酸(4.1),1 mL HNO₃
(4.2),电热板加热煮沸，加入2 mL
高氯酸(4.4),加热，直至开始发烟，至在瓶口或杯壁上形成稳定的
高氯酸烟回流。再继续加热至白色高氯酸烟雾消失。冷却，加入3 mL 盐酸(4.1),1
mL HNO₃ (4.2),
低温加热至盐类溶解。若合金钢中有易水解元素，应加入0.5 mL
氢氟酸(4.3)络合。冷却，移入
100mL 塑料容量瓶中，加入1.0 mL
钪内标溶液(4.8.3),用水稀释至刻度，混匀，待测。
注：也可使用微波消解系统进行试液制备，但实验室应通过条件实验，确定优化的试验方案。
分别移取0、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL
钙和镁混合标准溶液(4.7.3)和 1.00
mL、2.00mL、5.00mL钙和镁混合标准溶液(4.7.2)于9个100 mL
塑料容量瓶中，各加入10 mL 铁基体溶液(4.11)和1.00 mL
钪内标溶液(4.8.3),加入与试料溶解相匹配的酸，用水稀释至刻度，混匀。
其中未加钙镁混合标准溶液的溶液为校准空白溶液。
在分析前，先点燃等离子体，按仪器说明书要求预热30 min～60
min,以稳定仪器，其间泵入水或
质谱仪清洗溶液(4.10)清洗雾化器和炬管。
质量校正应在每天开始测量前进行，选择元素应覆盖所测元素质量数范围，通常含有镁、铑、铟、铈、
铅和铀等元素，也可以是别的元素。
通过优化灵敏度设置仪器参数，如频率、输出功率、冷却气流量、辅助气流量、载气流量、样品提升速
度、样品提升时间、冲洗时间、检测模式、积分时间、重复次数和冲洗时间等，仪器优化后应满足5.4.2的
要求。
按照仪器使用说明建立分析程序，选择4 Ca 或 ²Ca、3Ca、“Ca和 ²Mg
质量数，并选择5Sc 作为内标 元素。选择Ca
进行测量时，对于四级杆电感耦合等离子质谱仪应采用碰撞/反应池模式测定，以消除
同质干扰。 ICP-MS 测定钙和镁含量可能的质谱干扰参见表 A.1。
首先测量校准空白溶液，然后按照浓度从低到高的顺序测量校准溶液。接着分析空白试液(7.2),
检查空白试液强度，并确认是否存在来自高浓度校准溶液的记忆效应。如存在记忆效应，应增加测量样
GB/T 223.87—2018
品之间的清洗时间。测量空白试液后，每隔10个样品分析1个校准溶液(控制样),即使分析试样数量
小于10个，最后分析的样品也应为校准溶液(控制样)。
校准曲线溶液浓度应覆盖试液浓度。
校准溶液(控制样)作为一个试样进行测量，如浓度为100μg/L
校准溶液给出的强度应与测量校准
曲线时获得的强度相同。有证标准物质也可以作为控制样。
测量校准系列溶液质谱信号强度。以校准溶液中被测元素质量浓度(μg/L)
为横坐标，对应的扣除
校准空白的、经内标校正的质谱信号强度为纵坐标，绘制校准曲线。
绘制校准曲线和计算试样浓度通过仪器自带软件自动完成。校准曲线线性以相关系数衡量，获得
的相关系数应不低于0.999。
如果空白强度与校准溶液和试样溶液相同或高于校准溶液或试样溶液，应引起注意。在这种情况
下，空白强度稳定对于空白扣除非常重要。高的空白强度可能源于某一或某些干扰，选择其他同位素可
能降低或消除干扰。但对于单一 同位素元素，则应较好地控制背景信号。
试液中各被测元素的内标校正强度减去空白强度后，通过校准曲线计算其浓度。
被测元素含量以质量分数 wM 计，数值以%表示，按式(3)计算：
style="width:3.39997in;height:0.63338in" /> (3)
式 中 ：
p₁—
从校准曲线上得到的试液中被测元素质量浓度的数值，单位为微克每升(μg/L);
m—— 试料质量的数值，单位为克(g)。
分析结果保留2位有效数字。
本部分的精密度是由8个实验室对钙元素的8个水平和9个实验室对镁元素6个水平进行共同试
验所确定的。每个实验室对每个水平的元素按照 GB/T 6379.1
的规定重复性条件下测定2次。精密
度试验所用样品和各实验室报出数据的统计结果参见附录B 。
原始数据按照GB/T 6379.2 进行统计分
析，精密度见表1。
表 1 精密度
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重复性限(r) 、 再现性(R) 按照表1给出的方程求得。
在重复性限条件下，获得的两次独立测试结果的绝对值不大于重复性限(r),
以大于重复性限(r)
的情况不超过5%为前提。
在再现性条件下，获得的两次独立测试结果的绝对值不大于再现性(R),
以大于再现性(R) 的 情 况
不超过5%为前提。
GB/T 223.87—2018
试验报告应包括下列内容：
a) 识别样品、实验室和分析日期所需的全部资料；
b) 所使用的标准；
c) 所使用的分析线；
d) 分析结果及其表示；
e) 测定中观察到的异常现象；
f) 对分析结果可能有影响而本部分未规定的操作或任选的操作。
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表 A.1 钙和镁同位素可能的质 谱干扰
表 A.1 中 列 出 了ICP-MS 测定钙和镁含量可能的质谱干扰。
钙和镁可能的潜在质谱干扰
( 资附料
style="width:0.52097in;height:0.66203in" />附A录 )
GB/T 223.87—2018
GB/T 223.87—2018
(资料性附录)
精密度试验样品和原始数据
精密度试验所用样品见表 B.1,各实验室报出数据的统计结果见表 B.2 和表
B.3。
表 B.1 精密度试验所用样品
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表 B.2 Ca 的精密度试验结果
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表 B.2 ( 续 )
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表 B.3 Mg 的精密度试验结果
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