純貴金屬產(chǎn)品及其檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀

錢藝丹

巴州產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所 新疆巴州 841000

通常來講，貴金屬主要指導(dǎo)電率、導(dǎo)熱率等相對較高，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，電、磁、光相等獨(dú)特的金屬?？蓱?yīng)用在材料、航天、電子多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。特別是電子領(lǐng)域當(dāng)中，如芯片制造，要求銀的純度達(dá)到6N 級別，也就是純度在99．9999%。國內(nèi)外針對純貴金屬相關(guān)產(chǎn)品以及檢測技術(shù)應(yīng)用發(fā)布了對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。在技術(shù)發(fā)展過程，上述標(biāo)準(zhǔn)也日益完善，對于純貴金屬的檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)加以梳理，分析問題，有助于推動未來檢測技術(shù)的發(fā)展。

1 純貴金屬純度判斷方法

1.1 直接測定

顧名思義，直接測定法主要利用傳統(tǒng)形式的火試金、庫侖分析等方法進(jìn)行純度測定。該方法的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)金元素含量超過99．50%至99．95%金屬的檢測，但是，技術(shù)應(yīng)用存在局限性，只能用于首飾檢測領(lǐng)域，難以應(yīng)用在其他行業(yè)。

1.2 間接測定

間接測定法主要是對貴金屬內(nèi)部雜質(zhì)元素及其含量檢測的手段，從而間接求出貴金屬含量。通常而言，純貴金屬檢測標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，對于雜質(zhì)元素的檢測要求在5-20 種之間，按照純貴金屬純度差異，雜質(zhì)元素的檢測范圍量級也有不同差異，包括μg、ng、pg、fg等量級，同時(shí)，對于雜質(zhì)元素總量以及單個(gè)元素分量的控制有嚴(yán)格要求[1]。

2 純貴金屬的純度檢測現(xiàn)狀

粉末狀的貴金屬，常利用濕法精煉這一工藝，可能導(dǎo)致部分碳、氧、氮等非金屬元素混入其中，以往純貴金屬的檢測標(biāo)準(zhǔn)對于上述元素限量不明確，導(dǎo)致金屬熔煉期間，可能產(chǎn)生過大損耗，導(dǎo)致檢測結(jié)果的公信力不足。為將此爭議問題解決，我國在2015 年對于金屬的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，對于燒灼失量作出明確規(guī)定，并相繼頒發(fā)了GB/T1419-2015 和GB/T1421-2018 等檢測標(biāo)準(zhǔn)。

3 純貴金屬檢測技術(shù)的發(fā)展使和應(yīng)用

3.1 發(fā)射光譜檢測技術(shù)

發(fā)射光譜檢測技術(shù)主要是分析純貴金屬原子的發(fā)射光譜，利用多種方式將試樣向電弧源、火花源的間隙當(dāng)中引入。通常使用石墨電極孔盛裝試樣粉末，也可利用金屬棒作為電極，輔助控制和分析。使用直流電弧展開發(fā)射光譜分析具有高度靈敏性，因此在純貴金屬的檢測方面有廣泛應(yīng)用。我國在20 世紀(jì)50-60 年代之間，對于純貴金屬產(chǎn)品以及分析等方面利用直流電弧的檢測技術(shù)。在冶金行業(yè)當(dāng)中，使用直流電弧對于純貴金屬展開深度分析。無論是利用電弧發(fā)射光頻譜還是利用火花原子，檢測過程都需要使用粉末或者塊狀標(biāo)樣的校準(zhǔn)設(shè)備，純貴金屬的標(biāo)樣在研制方面需要消耗較高成本和時(shí)間，檢測技術(shù)發(fā)展過程ICP-AES、ICP-MS、GD-MS 等技術(shù)逐漸被應(yīng)用在檢測當(dāng)中。但是，對比于上述先進(jìn)的檢測技術(shù)，電弧、火花原子等發(fā)射光譜應(yīng)用在難熔金屬釕Ru 和銥Ir 等純度檢測方面仍然具備優(yōu)勢。

3.2 吸收光譜和光度檢測技術(shù)

對于電弧、火花原子等發(fā)射光譜檢測技術(shù)，火焰原子吸收光譜以及紫外可見光光度檢測技術(shù)由于使用過程設(shè)備成本低，標(biāo)準(zhǔn)液的配制也相對容易，因此在純貴金屬的純度檢測方面得到了普遍應(yīng)用。20 世紀(jì)80 年代，我國對于原子的吸收光譜以及光度分析相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行發(fā)布，主要是針對單元素含量進(jìn)行測定，在多元素的分析方面速度較慢，并且檢測效率低?；鹧嬖拥奈展庾V難以對于高熔點(diǎn)元素的質(zhì)量進(jìn)行測定。直到20 世紀(jì)90 年代，出現(xiàn)了電感耦合原子的發(fā)射光譜以及電感耦合等離子質(zhì)譜等技術(shù)，由于上述技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)對多個(gè)元素的同時(shí)測定，并且檢測出限較低，使得火焰吸收光譜以及紫外可見分光度的應(yīng)用逐漸被取代。

3.3 ICP-AES 和ICP-MS 檢測技術(shù)

到二十世紀(jì)80 年代，電感耦合的等離子原子發(fā)射光譜簡稱“ICP-AES”由于檢出能力優(yōu)越，并且結(jié)果準(zhǔn)確，線性范圍寬泛，能夠高效校正干擾等優(yōu)勢，在純貴金屬的檢測方面逐漸普及。之后出現(xiàn)的電感耦合離子體質(zhì)譜，簡稱“ICP-MS”。和ICP-AES對比，此技術(shù)的檢出能力更具優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)對超高純度金屬的檢測。但是，兩種檢測技術(shù)也存在著不同程度缺陷，即需要利用溶液進(jìn)樣，就是應(yīng)將貴金屬先制作成溶液，才能展開檢測，部分金屬像Ru、Rh 和Ir 等難以制備成液態(tài)，特別是Ru 和Ir 等金屬，因此限制了ICP-AES 和ICP-MS 技術(shù)在Ru 和Ir 等金屬方面的檢測。結(jié)合我國當(dāng)前高純度金屬產(chǎn)品純度分析過程檢測標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用，能夠看出，存在檢測靈敏度這一問題，使得利用ICP-AES 技術(shù)只能檢測純度為99．95%的貴金屬，利用ICP-MS 技術(shù)只能檢測純度為99．999%的純貴金屬。還需注意，需將貴金屬在溶解期間存在的污染問題解決[2-3]。

3.4 X 熒光光譜儀的應(yīng)用

X 熒光光譜儀下文簡稱“XRF”，其在貴金屬的檢測方面應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)對Au、Pt、Ni、Rh、Pd 等稀有金屬和貴金屬等元素檢測。在稀有金屬參與生產(chǎn)期間，對于其成分的檢測十分重要，能夠控制和降低稀有金屬或者貴重金屬損失量。以往檢測過程，通常使用火試金、試金石、硝酸以及吹灰等方法，對于貴金屬和稀有金屬具有破壞性和消耗性，而且檢測過程還具備危險(xiǎn)性，制備樣品需要的時(shí)間較長。XRF 檢測的應(yīng)用屬于非破壞性的檢測技術(shù)，檢測期間不必制備樣品，且檢測時(shí)間僅為幾秒，就能將待檢測的元素識別出來。能夠檢測固體、液體或者粉末物質(zhì)當(dāng)中金、鉑、銀等元素的存在，所需的固體樣品僅需0．5cm。利用XRF 展開貴金屬檢測，操作流程簡單，不會使檢測樣品造成損失，且分析速度較快，檢測精度較高。

4 結(jié)語

總之，隨著材料、電子、航空等領(lǐng)域發(fā)展，需要更多高純貴金屬應(yīng)用在生產(chǎn)當(dāng)中，我國對于純貴金屬檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定日益完善，但是和國外發(fā)達(dá)國家對比，技術(shù)應(yīng)用方面還存在差距，主要表現(xiàn)在檢測水平、精制工藝以及制造技術(shù)多個(gè)方面。故此，為提高純貴金屬產(chǎn)品和材料的制備水平以及檢測水平，需要持續(xù)研究純貴金屬的制備技術(shù)，和檢測技術(shù)相互補(bǔ)充應(yīng)用。未來，逐漸將研究范圍拓寬至純貴金屬電、磁、光、力學(xué)等方面檢測技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)的建立，不斷提高純貴金屬評價(jià)質(zhì)量。