AA-1800原子吸收光譜儀在RoHS檢測中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：AA-1800原子吸收光譜儀；RoHS檢測；美析儀器

需測鉛、鎘、鉻的產(chǎn)品種別：

1、電線電纜;

2、電路板、塑料外殼等(含電路板中的電容、電阻、玻璃等物質(zhì));

3、電池(包括金屬或非金屬物質(zhì));

4、金屬組件。

要說明的是，元器件封裝暫屬寬免范圍，其封腳是錫鉛合金，熔化點(diǎn)高于純錫，但其鉛的含量比例大大于錫，是由于假如封腳是純錫，過波峰焊或回流焊時(shí)，管腳的錫會一起溶化下來，會造成焊接不良;如是37：63左右比例的鉛錫合金，鉛就會先熔到線路板的焊盤上，也會造成焊接不良。

國家質(zhì)檢總局用的是AA-1800C型原子吸收光譜儀。儀器原理和原子熒光光譜儀基本相同，只是(銳線)光源、原子化器(系統(tǒng))和分光系統(tǒng)是在一條直線上，而后者是成90度。原子吸收光譜分析法的優(yōu)點(diǎn)是：

①檢出限低，靈敏度高。火焰原子吸收法的檢出限可達(dá)10-9 g(ppm級)，石墨爐原子吸收法的還可高1-3個(gè)數(shù)目級(可達(dá)ppb級)。

②丈量精度好。火焰原子吸收法測定中等和高含量元素的相對偏差可小于1%，丈量精度已接近于經(jīng)典化學(xué)方法。石墨爐原子吸收法的丈量精度一般為3-5%。

③選擇性強(qiáng)，方法簡便，分析速度快。由于采用銳線光源，樣品不需要經(jīng)繁瑣的分離，可在同一溶液中直接測定多種元素，測定一個(gè)元素只需要數(shù)分鐘，分析操縱簡便、迅速。

④應(yīng)用范圍廣。即能用于微量分析有能用于超微量分析，從測定的元素來說，可測定的元素多達(dá)70多種，不僅可以測定金屬元素，也可用間接的方法測定非金屬元素和有機(jī)化合物。

范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子電氣產(chǎn)品中鉛、鎘和鉻的密閉壓力罐消解-火焰原子吸收光譜測定方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于WEEE和RoHS兩項(xiàng)指令所涉及的10大類民用及產(chǎn)業(yè)用電子電氣產(chǎn)品中限用有害物質(zhì)鉛、鎘和鉻的測定。它覆蓋了電子電氣產(chǎn)品所有材質(zhì)如聚合物、金屬及電子制品。

本方法適用于同時(shí)測定電子電器產(chǎn)品中總鉛、總鎘和總鉻含量。方法的zui低檢測濃度為：鉛(Pb)0.2 μg/ mL、鎘(Cd)0.02 μg/ mL、鉻(Cr)0.2 μg/mL。其中鉻的測定結(jié)果可作為電子電氣產(chǎn)品中六價(jià)鉻的定量篩選方法。

方法提要

對電子電氣中的金屬組件，直接采用常規(guī)低溫酸消解方法處理，使其成為可溶性鹽類。對其余的電子電氣組件，采用密閉高溫壓力消解法處理：將拆分破碎的樣品置進(jìn)聚四氟乙烯罐中，加進(jìn)硝酸和雙氧水，用不銹鋼外套擰緊，在高溫順密閉容器內(nèi)將樣品溶解。消解液導(dǎo)進(jìn)火焰原子吸收光譜儀中原子化，利用Pb、Cd和Cr原子在特定波長下的吸光度與濃度的正比關(guān)系對鉛、鎘和鉻進(jìn)行定量分析。

3 設(shè)備和試劑

3.1 設(shè)備

3.1.1 AA-1800C原子吸收光譜儀配鉛、鎘和鉻空心陰極燈。

3.1.2 烘箱，能加熱至180℃。

3.1.3 聚四氟乙烯罐(帶蓋)以及不銹鋼罐外套。

3.2 試劑和材料

除非另有說明，均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn)的試劑，往離子水或等同純度的水。

3.2.1 硝酸(HNO3)：優(yōu)級純

3.2.2 雙氧水(H2O2)：分析純

3.2.3 鹽酸(HCl)：優(yōu)級純

3.2.4 鉛、鎘、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液：國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，濃度為100μg/mL或1000μg/mL。

4 測定步驟

4.1 樣品處理

4.1.1 電線電纜類：先將電線電纜表層洗凈(用中性洗潔劑、往離子水、乙醇等)，自然風(fēng)干后用工具剪碎成大小不超過2mm×2mm的樣品。

4.1.2 電路板類、塑料外殼等：用電鋸鋸成粉末樣，或先機(jī)械破碎再用研磨機(jī)研磨成粉末樣。

　電容、電阻等小型電子器件、玻璃組件等：用機(jī)械方法破碎成大小不超過2mm×2mm的樣品。

4.1.3 電池類：金屬組件(如外殼、電極等)回進(jìn)5.1.4類，非金屬組件(如電池內(nèi)填充物)經(jīng)混合均勻后可直接取樣。

4.1.4 金屬組件：用金屬切割機(jī)或機(jī)床處理成細(xì)條狀或粉末樣。

4.2 樣品消解

4.2.1 高溫壓力消解法：適用于4.1.1～4.1.3類樣品。

正確稱取0.2g~0.5g樣品至聚四氟乙烯罐中，加進(jìn)8mL HNO3(3.2.1)，5 mL H2O2(3.2.2)，蓋上聚四氟乙烯蓋子，擰緊不銹鋼外套，置進(jìn)烘箱中于180±5℃加熱4小時(shí)。冷卻至室溫。取出聚四氟乙烯罐，此時(shí)，樣品中含有的有機(jī)物應(yīng)*被消解，溶液清亮，將溶液小心轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用水洗滌聚四氟乙烯罐及蓋子3-4次，洗滌液并進(jìn)容量瓶中，定容至刻度。假如溶液不清亮或有沉淀產(chǎn)生，用濾紙或?yàn)V膜過濾，保存濾液待測。同時(shí)做試劑空缺實(shí)驗(yàn)。

4.2.2 常規(guī)低溫酸消解法：適用于4.1.4類樣品

正確稱取0.5g樣品至燒杯或錐形瓶中，加進(jìn)3mL水、3mL HNO3(3.2.1)，蓋上表面皿，等待反應(yīng)平息。假如樣品尚有殘留，置電熱板上溫?zé)幔暼芙獬潭瓤裳a(bǔ)加1~2 mL HNO3(3.2.1)，直到樣品*溶解。硝酸不能溶解的金屬或合金，可補(bǔ)加5~10mLHCl(3.2.3)，低溫加熱溶解。溶解*后，冷卻，并轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用水洗滌并定容至刻度。同時(shí)做試劑空缺實(shí)驗(yàn)。

4.3 測定

4.3.1原子吸收光譜儀參數(shù)

選用火焰原子吸收光譜法，可根據(jù)儀器說明書要求自己選擇測試條件，一般儀器使用條件為：

　　元素 測定波長,nm 其他可選波長,nm 通帶寬度,nm 火焰 背景校正

　　Pb 217.0 283.3 1.0 C2H2-air 開

　　Cd 228.8 326.2 0.5 C2H2-air 開

　　Cr 357.9 429.0 0.2 C2H2-air 開

4.3.2 校準(zhǔn)曲線

　　使用鉛、鎘、鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液(4.6)，用水逐級稀釋，配成下列標(biāo)準(zhǔn)溶液(含2%HNO3介質(zhì)，單標(biāo)和混合標(biāo)準(zhǔn)均可)：

　　Pb(μg/mL)：0，1，2，3，5，10;

　　Cd(μg/mL)：0，0.1，0.2，0.3，0.5，1;

　　Cr(μg/mL)：0，1，2，3，5，10。

　　此標(biāo)準(zhǔn)溶液系列可在4℃保存1個(gè)月。丈量標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以吸光度值對應(yīng)濃度繪制校準(zhǔn)曲線，并計(jì)算擬合曲線參數(shù)(斜率、截距、線性系數(shù)、特征濃度等)。

4.3.3樣品測定及結(jié)果表示

　在測定校準(zhǔn)曲線的同時(shí)測定消解液(4.2)的吸光度值，根據(jù)校準(zhǔn)曲線計(jì)算出消解液中Pb、Cd和Cr濃度。假如消解液中Pb、Cd和Cr濃度超出校準(zhǔn)曲線zui高點(diǎn)濃度值，則應(yīng)對消解液進(jìn)行適當(dāng)稀釋后再測定。樣品中Pb、Cd和Cr含量按公式(1)計(jì)算：

　　C=(A-B)×V×N/W ……………………… (1)

　　式中：C——樣品中Pb、Cd或含量，μg/g;

　　A——從校準(zhǔn)曲線計(jì)算得出的樣液濃度,μg/mL;

　　B——從校準(zhǔn)曲線計(jì)算得出的空缺溶液濃度,μg/mL;

　　V——消解液定容體積，mL;

　　N——消解液稀釋倍數(shù);

　　W——樣品稱樣質(zhì)量，g。

5 精密度

在重復(fù)條件下獲得的兩次獨(dú)立測定結(jié)果的盡對差值不得超過算術(shù)均勻值的15%。