GB/T 5158.3-2011/ISO 4491-3:1997 金属粉末 还原法测定氧含量 第3部门:可被氢还原的氧

领域
GB/T 5158 的本部门划定了金属粉末中可被氢还原氧含量的测定步骤，，，，，，，，氧含量领域为0.05％～3％(质量分数)。。。。。。
本部门合用于各类金属、部门合金化或齐全合金化的金属粉末、碳化物(硬质合金)和粘结金属的混合料。。。。。。本步骤不合用于含有光滑剂或有机粘结剂的粉末。。。。。。
本部门也可合用于特殊的催扮装置造取的含碳的粉末。。。。。。
本部门应结合 GB/T 5158.1 和 ISO 760 使用。。。。。。

步骤道理
在干燥的氮气或氩气中于低温(170°C)以下对试料进行预处置。。。。。。应在给定的温度下于纯净干燥的氢气中还原。。。。。。由氢和氧化物反映形成的水被甲醇吸收。。。。。。用Karl Fischer试剂滴定，，，，，，，，可通过目视色彩的变动或两个电极(恒定的端点)的电势来确定端点。。。。。。
对于含碳的粉末，，，，，，，，在380°C用镍触媒将一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷和水。。。。。。

试剂
在分析中仅使用确以为分析级的试剂和蒸馏水或相当纯度的水。。。。。。
忠告: Karl Fisher试剂含有4种有毒化合物: 碘、二氧化硫、吡啶和甲醇。。。。。。要把稳预防与其直接接触，，，，，，，，出格是预防吸入。。。。。。如有意表溅出，，，，，，，，须用大量水冲刷。。。。。。
无水甲醇。。。。。。
Karl Fischer试剂，，，，，，，，每毫升相当于1毫克氧。。。。。。
用下列任一步骤确定Karl Fischer试剂的滴定度:
a) 往滴定瓶内参与20mg～30mg的水，，，，，，，，称量精确到0.1mg。。。。。。
b) 参与100mg～200mg的二水酒石酸钠[其理论上含有15.66％的水的尺度物质，，，，，，，，相当于13.92％的氧]，，，，，，，，称沉精确到0.1mg。。。。。。二水酒石酸钠应预先研磨成细粉，，，，，，，，并在105°C±5°C干燥至恒量。。。。。。
c) 按"步骤"的要求，，，，，，，，取100mg～200mg的纯二水酒石酸钠，，，，，，，，称量精确到0.1mg，，，，，，，，作为试料，，，，，，，，但对在170°C的干燥步骤及后续滴定有限度。。。。。。具体的标定步骤见 ISO 760。。。。。。
氢，，，，，，，，其氧含量≤0.005％，，，，，，，，露点不超过-45°C。。。。。。
氮或氩，，，，，，，，其氧含量≤0.005％，，，，，，，，露点不超过-45°C。。。。。。
干燥剂，，，，，，，，由粒状的无水硅酸钠铝，，，，，，，，活性硅胶或高氯酸镁组成。。。。。。

设备
试验装置示意图别离见图1(步骤1)和图2(步骤2)。。。。。。
供氢装置(A)，，，，，，，，装有调压阀，，，，，，，，流量节造阀和流量计。。。。。。
氢净化器(B)，，，，，，，，装有催化脱氧剂和干燥剂。。。。。。
供氮(或氩)装置(C)，，，，，，，，装有调压阀、流量节造阀和流量计。。。。。。
气体转换阀(D)。。。。。。
气体干燥装置(E)，，，，，，，，装有干燥剂。。。。。。




还原管(F)，，，，，，，，装有气封，，，，，，，，由石英或耐火资料(如致密刚玉)造成，，，，，，，，应满足下列划定的两个前提之一：
a) 管子的一端开口，，，，，，，，管子的内径为27mm～30mm，，，，，，，，长度为400mm，，，，，，，，其内有两根直径为5mm～6mm，，，，，，，，长度别离为60mm～80mm和200mm～240mm的幼石英管，，，，，，，，其散布见图3。。。。。。幼石英管的衔接方式是其中一端插入干燥炉，，，，，，，，另一端插入还原炉。。。。。。
b) 管子的两端开口，，，，，，，，内径为20mm，，，，，，，，长度为1m，，，，，，，，一端为进气口，，，，，，，，另一端为出气口。。。。。。这种管子要永远插入两个加热炉子内。。。。。。
两台加热炉(G)，，，，，，，，其中一个是用于干燥试料，，，，，，，，另一个是用于氧化物的还原。。。。。。加热炉应拥有控温系统，，，，，，，，能维持管内放载舟部位的温度在划定的温差内。。。。。。
注: 若是可能，，，，，，，，可使用一个炉子来实现上述职能。。。。。。
载舟(H)，，，，，，，，最好是由表表抛光的高铝陶瓷造成，，，，，，，，其尺寸要相宜，，，，，，，，试样填装不到一半的样子。。。。。。载舟应在氢气中于900°C～1100°C下至少搁置1h，，，，，，，，使用前应在干燥器内保留。。。。。。
催化转换器(I)，，，，，，，，由装有镍触媒的玻璃管和加热炉组成，，，，，，，，炉子拥有控温系统，，，，，，，，能维持玻璃管的温度在380°C。。。。。。触媒应固定在氢气内。。。。。。
气流旁路(J)，，，，，，，，当不必要催化转换器时，，，，，，，，用于预防气流通过触媒。。。。。。
滴定瓶(K)，，，，，，，，其容积为200mL～300mL，，，，，，，，拥有磁力搅拌器或类似的装置。。。。。。若是要用电势滴定来测定终点，，，，，，，，需装两支铂电极。。。。。。
端点检测器(L)，，，，，，，，用于确定电势滴定的端点(见图4)。。。。。。
滴定管(M)，，，，，，，，其容积为25mL，，，，，，，，细头的刻度距离为0.05mL，，，，，，，，并用装有干燥剂的护管来阻隔大气中的水分。。。。。。
以上要求能够改观，，，，，，，，只有满足 ISO 760 的要求，，，，，，，，任何市场上可买到的Karl Fischer和滴定装置都可使用。。。。。。

取样
粉末应在接管状态下进行测试。。。。。。

步骤
试料
称沉，，，，，，，，精确到0.1mg，，，，，，，，试料的质量应与预计的可被氢还原的氧含量对应，，，，，，，，见表1。。。。。。


试验前提
所用的还原温度见表2。。。。。。


在相应温度下的还原功夫约莫20min，，，，，，，，对于分歧的设备和分歧的粉末来说，，，，，，，，使其充分还原的最佳还原功夫应由尝试确定。。。。。。
设备的筹备
按图1(步骤1)或图2(步骤2)来衔接设备。。。。。。设定还原炉的温度。。。。。。对步骤1来说，，，，，，，，还原管能够放在炉表。。。。。。


用Karl Fischer试剂冲刷滴定管，，，，，，，，以确保其内没有水分(由于水分会扭转试剂的滴定度)。。。。。。倒掉冲刷液，，，，，，，，将Karl Fischer试剂参与滴定管。。。。。。
将甲醇参与滴定瓶，，，，，，，，幼心的调整液面，，，，，，，，使插入管(或电极)置于液面之下。。。。。。启动搅拌器，，，，，，，，用Karl Fischer试剂滴定，，，，，，，，到可见端点，，，，，，，，以中和甲醇中的少量水。。。。。。
若是使用电势来测端点(见图4)，，，，，，，，应合上电势端点丈量器的开关S将电极短接并调整可变电阻R，，，，，，，，在微安计N上示出120μA的电流，，，，，，，，而后再打开开关S。。。。。。
对于上述测试步骤来说，，，，，，，，氮气的流量至少要调到30L/h并维持10min，，，，，，，，可通过气体切换阀将氮气切换为氢气，，，，，，，，其流量约莫应调为25L/h。。。。。。
对步骤1来说，，，，，，，，将还原管插入还原炉内，，，，，，，，并搁置10min，，，，，，，，切换回氮气。。。。。。而后将还原管抽出还原炉冷却至室温。。。。。。
再次滴定甲醇至可见端点，，，，，，，，以中和试验过程中释出的水。。。。。。
通过划定的空缺试验查抄设备的情况，，，，，，，，蕴含仪器的气密性。。。。。。
忠告: 当还原管仍热时，，，，，，，，除非切换回氮气，，，，，，，，不然不要堵截氢气。。。。。。
空缺试验
对于每一组测定，，，，，，，，都利用空载舟做空缺试验，，，，，，，，其步骤与试料的试验步骤一样。。。。。。
注: 在优良前提下的仪器应给出加热氧含量靠近1mg的空缺试验的了局。。。。。。若是了局太高，，，，，，，，或了局不不变，，，，，，，，则应查抄仪器是否泄漏。。。。。。
测定
在两种测定步骤中，，，，，，，，若是必必要思考到碳的影响，，，，，，，，应开启催扮装置，，，，，，，，预热到380°C±10°C，，，，，，，，并在载舟置于还原区之前接入系统。。。。。。
在节造装置的端部，，，，，，，，在将氢气切换为氮气之前要确保催扮装置是处于旁路。。。。。。
注: 如有必要，，，，，，，，可通过测定用于滴定干燥过程中释出的水的Karl Fischer试剂的容积来确定试样中的水分含量。。。。。。
步骤1: 单端开口还原管
打开管口，，，，，，，，插入装有已称沉试料的载舟。。。。。。关好管口，，，，，，，，以至少30L/h的流量通入干燥的氮气，，，，，，，，来解除试料带入的空气。。。。。。若是通入氮气的功夫预先尚未确定，，，，，，，，允许通入氮气的功夫定为10min。。。。。。
滴定甲醇至可见端点，，，，，，，，将氮气流量调至35L/h，，，，，，，，并在170°C±10°C时将反映管插入炉内。。。。。。在干燥期实现时，，，，，，，，滴定甲醇到可见端点。。。。。。用可视法或用电势法来测定端点。。。。。。若是用电势法测定端点，，，，，，，，应预先按要求调整检测器。。。。。。纪录滴定管中Karl Fischer试剂的容积和干燥功夫。。。。。。用气体切换阀，，，，，，，，将氮气切换为氢气，，，，，，，，将氢气流量调至25L/h，，，，，，，，将管子插入还原炉内，，，，，，，，在还原温度下保温。。。。。。在还原期实现时，，，，，，，，按前述同样的端点检测步骤湔定甲醇至端点，，，，，，，，纪录滴定管的读数和滴定剂的容积V₁(单元: mL)，，，，，，，，纪录反映功夫。。。。。。将氢气切换为氮气并将管子从炉内抽出。。。。。。将管子冷却到室温(若是必要可用吹风机)，，，，，，，，而后打开管口，，，，，，，，取出载舟。。。。。。
步骤2: 两端开口反映管
要确保炉温设置正确，，，，，，，，通人干燥的氮气。。。。。。而后打开管口插入装有试料的载舟。。。。。。用不锈钢钩将载舟推入干燥区，，，，，，，，而后用气密塞封好管口。。。。。。在干燥期实现时，，，，，，，，用Karl Fischer试剂滴定甲醇。。。。。。
将氮气切换为氢气，，，，，，，，将载舟推入还原炉的高温区。。。。。。在还原期实现时，，，，，，，，用Karl Fischer试剂滴定，，，，，，，，纪录容积V₁，，，，，，，，(单元: mL)。。。。。。
将氢气切换为氮气，，，，，，，，将载舟移至低温区，，，，，，，，1min后，，，，，，，，将载舟从炉管内移出。。。。。。
至少要沉复一次测定。。。。。。

试验了局的推算和表述
可被氢还原的氧含量，，，，，，，，以质量分数暗示，，，，，，，，按下式推算:

式中:
V₁——试料使用的Karl Fischer试剂容积，，，，，，，，单元毫升(mL)；；；；；；；；
V₂——空缺试验使用的Karl Fischer试剂容积，，，，，，，，单元毫升(mL)；；；；；；；；
m ——试料质量，，，，，，，，单元为毫克(mg)；；；；；；；；
n  ——Karl Fischer试剂的尺度液，，，，，，，，氧含量的单元为毫克每毫升(mg/mL)。。。。。。
试验了局的推算和表白按表3的划定进行。。。。。。



京都电子KEM Karl Fischer滴定装置 MKV-710S
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京都电子KEM 两端开口反映管加热炉 ADP-512
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