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H 1067 : 2002

(1) 

まえがき

この規格は,

工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,

日本伸銅協会 (JCBA)

/財団法人日本規格協会 (JSA) から,工業標準原案を具して日本工業規格を改正すべきとの申出があり,

日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日本工業規格である。これによって,JIS H 

1067 : 1994

は改正され,この規格に置き換えられる。

今回の改正は,規格様式を新様式  (JIS Z 8301 : 2000)  に準拠した変更及び規格全体について表現方法な

どの見直し改正を行った。


H 1067 : 2002

(1) 

目次

ページ

1.

  適用範囲

1

2.

  引用規格

1

3.

  一般事項

1

4.

  試料の採取及び調製

1

5.

  定量方法の区分

1

6.

  真空融解−定容測圧法

1

6.1

  要旨

1

6.2

  材料及び試薬

1

6.3

  装置

2

6.4

  試料はかり取り量

2

6.5

  操作

2

6.5.1

  準備操作

2

6.5.2

  定量操作

2

6.6

  空試験

2

6.7

  計算

2

7.

  不活性ガス融解−ガスクロマトグラフ法

2

7.1

  要旨

2

7.2

  材料及び試薬

2

7.3

  装置

2

7.4

  試料はかり取り量

3

7.5

  操作

3

7.5.1

  準備操作

3

7.5.2

  定量操作

3

7.6

  空試験

3

7.7

  検量線の作成

4

7.8

  計算

4

8.

  不活性ガス融解−赤外線吸収法

4

8.1

  要旨

4

8.2

  材料及び試薬

4

8.3

  装置

4

8.4

  試料はかり取り量

5

8.5

  操作

5

8.5.1

  準備操作

5

8.5.2

  定量操作

6

8.6

  空試験

6


H 1067 : 2002

目次

(2) 

ページ

8.7

  検量線の作成

6

8.8

  計算

6


日本工業規格

JIS

 H

1067

: 2002

銅中の酸素定量方法

Methods for determination of oxygen in copper

1.

適用範囲  この規格は,銅(伸銅品)中の酸素定量方法について規定する。

2.

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す

る。これらの引用規格のうちで,発効年を付記してあるものは,記載の年の版だけがこの規格の規定を構

成するものであって,その後の改正版・追補には適用しない。発効年を付記していない引用規格は,その

最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS H 1012

  銅及び銅合金の分析方法通則

JIS Z 2613 : 1992

  金属材料の酸素定量方法通則

3.

一般事項  分析方法に共通な一般事項は,JIS H 1012 による。

4.

試料の採取及び調製  試料の採取及び調製は,それぞれ JIS Z 2613 の 4.3(固体金属材料の採取)及

び JIS Z 2613 の 4.4(分析試料の調製)の 4.4.1(塊状試料)による。

5.

定量方法の区分  酸素の定量方法は,次のいずれかによる。

a)

真空融解−定容測圧法  この方法は,酸素含有率 0.000 1% (m/m)  以上 0.050% (m/m)  以下の試料に適

用する。

b)

不活性ガス融解−ガスクロマトグラフ法  この方法は,酸素含有率 0.000 1% (m/m)  以上 0.050% (m/m)

以下の試料に適用する。

c)

不活性ガス融解−赤外線吸収法  この方法は,酸素含有率 0.000 1% (m/m)  以上 0.050% (m/m)  以下の

試料に適用する。

6.

真空融解−定容測圧法

6.1

要旨  試料を真空中で黒鉛るつぼを用いて高周波加熱によって融解し,試料中の酸素を一酸化炭素

として他のガスとともに抽出し,一定体積中に捕集してその圧力を測定する。この捕集ガス中の一酸化炭

素及び同時に抽出された水素を加熱した酸化銅 (II) で酸化してそれぞれ二酸化炭素及び水とし,水を五酸

化二りんに吸収させて除いた後,圧力を測定し,次に二酸化炭素を液体窒素で冷却して凝固させて除いた

後,圧力を測定する。

6.2

材料及び試薬  材料及び試薬は,JIS Z 2613 の 6.1.2(材料及び試薬)による。


2

H 1067 : 2002

(2) 

6.3

装置  装置は,JIS Z 2613 の 3.2.1(真空融解法)の(2.1)(高周波誘導加熱方式の場合)のガス抽出

系と,JIS Z 2613 の 3.3.1(定容測圧法)の(2)(装置)のガス分析系とを接続して用いる(JIS Z 2613 

13

参照)

6.4

試料はかり取り量  試料はかり取り量は,表 による。

表 1  試料はかり取り量

試料中の酸素含有率

% (m/m)

試料はかり取り量

g

0.000 1

以上  0.005 未満 2.0

0.005

以上  0.050 以下 0.3

6.5

操作(

1

)

(

1

)

操作の細かい手順は,装置によって異なるので,その装置の指定する手順に従う。

6.5.1

準備操作  JIS Z 2613 の 6.1.3(予備操作)の(1)(試料及び浴金属の充てん)及び(2)(装置内の排

(

12

)

及び黒鉛るつぼの脱ガス)の手順によって操作する(

2

)

(

2

)

黒鉛るつぼの脱ガス温度は2 200∼2 500℃,脱ガス時間は通常2∼5時間とする。

なお,ガス抽出温度は注(

3

)

による。

6.5.2

定量操作  6.5.1 の準備操作に引き続いて JIS Z 2613 の 6.1.4(定量操作)の(3.1)(ガス抽出)及び

(3.2)

(ガス分析)の手順に従って操作する(

3

)(

4

)

(

3

)

ガス抽出温度は,通常1 200∼1 500℃の範囲の一定温度とする。

なお,ガス抽出温度及びガス捕集時間は,使用する装置について最も適した条件から選定す

る。

(

4

)

最初に黒鉛るつぼに投入した試料の分析値は低値を示す傾向があるので,報告値に採用しない

のが望ましい。

6.6

空試験  空試験は,JIS Z 2613 の 6.1.4 (2)(空試験)による。ただし,試料の投入は行わない。

6.7

計算  計算は,JIS Z 2613 の 6.1.4 (4)(計算)による。ただし,JIS Z 2613 の 6.1.4 (5)(換算係

数 K

0

又は K

0

'

の求め方)によって換算係数を算出しておく。

7.

不活性ガス融解−ガスクロマトグラフ法

7.1

要旨  試料を不活性気流中で黒鉛るつぼを用いてインパルス加熱によって融解し,試料中の酸素を

一酸化炭素として他のガスとともに抽出し,加熱した酸化銅 (II) で一酸化炭素を二酸化炭素に酸化した後,

脱水管及びガス分離カラムに通して二酸化炭素を他のガスと分離し,これを熱伝導度検出器に導き,二酸

化炭素によって生じる熱伝導度の変化を測定する。

7.2

材料及び試薬  材料及び試薬は,次による。

a)

不活性ガス  ヘリウム[99.99% (v/v)  以上]を用いる。

b)

黒鉛るつぼ  インパルス炉に適合するもの。その例を付図 に示す。

7.3

装置(

5

)

  装置は,不活性ガス清浄部,ガス抽出部,ガス分離部,ガス測定部などで構成する。装置

の例を

付図 に示す。

(

5

)

装置の構成,構造及び使用条件は,使用する装置によって異なる。

a)

不活性ガス清浄部  不活性ガス清浄部は,脱酸素管,二酸化炭素吸収管,脱水管などで構成する。

1)

脱酸素管  ステンレス鋼管に金属銅(粒状)を詰めたもの。電気抵抗炉で加熱して使用する。

2)

二酸化炭素吸収管  ガラス管にソーダ石灰又は水酸化ナトリウムを詰めたもの。


3

H 1067 : 2002

3)

脱水管  ガラス管に過塩素酸マグネシウム又は五酸化二りんを詰めたもの。

b)

ガス抽出部  ガス抽出部は,試料投入器,インパルス炉などで構成する。

1)

試料投入器  不活性ガス雰囲気中で試料をインパルス炉に投入できるもの。

2)

インパルス炉  銅製の固定された上部水冷電極及び上下に移動できる下部水冷電極で構成し,両電

極の間に挟んだ黒鉛るつぼ[7.2b)]を通電によって数秒間で 2 000∼2 500℃に昇温できるもの。

c)

ガス分離部  ガス分離部は,集じん管,酸化管,脱水管,分離カラムなどで構成する。

1)

集じん管  ガラス管にガラスウールを詰めたもの。

2)

酸化管  ガラス管に酸化銅 (II) を詰めたもの。電気抵抗炉で加熱して使用する。

3)

脱水管  7.3a)3)による。

4)

分離カラム  ステンレス鋼管又は四ふつ化エチレン樹脂管にシリカゲルを詰めたもの。

d)

ガス測定部  ガス測定部は,熱伝導度検出器,指示計などで構成する。

1)

熱伝導度検出器  特性のそろったサーミスタを挿入した対照セル,試料セルなどで構成する。

2)

指示計  熱伝導度検出器で検出された二酸化炭素に基づく信号を読み取ることのできるもの。

7.4

試料はかり取り量  試料はかり取り量は,表 による。

表 2  試料はかり取り量

試料中の酸素含有率

% (m/m)

試料はかり取り量

g

0.000 1

以上  0.005 未満 1.0

0.005

以上  0.050 以下 0.1

7.5

操作(

1

)

7.5.1

準備操作  準備操作は,次の手順によって行う。

a)

装置に冷却水及び不活性ガス[7.2a)]を供給した後,電源を入れる。装置各部を所定の条件に設定し,

装置の各部を安定させる。

b)

新しい黒鉛るつぼ[7.2b)]を所定の位置に設置し,インパルス炉に通電して黒鉛るつぼを脱ガス温度(

6

)

に加熱する。

c)

b)

で脱ガスした黒鉛るつぼをガス抽出温度(

7

)

に加熱し,指示計の値を読み取る。安定した指示計の値

が得られるまでこの操作を繰り返す(

8

)

(

6

)

黒鉛るつぼ温度のパラメーターとして,黒鉛るつぼに流れる電流値を読み,ガス抽出の電流値

より高いことを確認する。

(

7

)

あらかじめ酸素含有率が既知の試料を用いて,最適なガス抽出の電流値を求めておく。

(

8

)  b)

で脱ガスした黒鉛るつぼを繰り返し用いる。

7.5.2

定量操作  定量操作は,準備操作,空試験及び検量線の作成に引き続き,次の手順によって行う。

a)

新しい黒鉛るつぼ[7.2b)]を所定の位置に設置する。

b)

試料をはかり取り,試料投入器に入れる。

c)

インパルス炉に通電して黒鉛るつぼを脱ガス温度(

6

)

に加熱する。

d)

試料を黒鉛るつぼに投入し,インパルス炉に通電して黒鉛るつぼをガス抽出温度(

7

)

に加熱し,指示計

の値を読み取る。

7.6

空試験  空試験は,準備操作に引き続き,次の手順(

1

)

によって行う。

a)

新しい黒鉛るつぼ[7.2b)]を所定の位置に設置し,7.5.2c)と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛る

つぼを脱ガス温度に加熱する。


4

H 1067 : 2002

(4) 

b)  7.5.2d)

と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛るつぼをガス抽出温度に加熱し,指示計の値を読み

取る。

c)

a)

及び b)の操作を数回繰り返し,読み取った値の平均値を求める。

7.7

検量線の作成  検量線の作成は,準備操作及び空試験に引き続き,次の手順(

1

)

によって行う。

a)

新しい黒鉛るつぼ[7.2b)]を所定の位置に設置する。酸素含有率が既知の試料をはかり取り,試料投入

器に入れる。7.5.2c)と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛るつぼを脱ガス温度に加熱する。

b)

酸素含有率が既知の試料を黒鉛るつぼに投入し,7.5.2d)と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛る

つぼをガス抽出温度に加熱する。指示計の値を読み取り,7.6c)で得た平均値を差し引く。

c)

a)

及び b)の操作を数回繰り返す。

d)  a)

ではかり取った酸素含有率が既知の試料中の酸素量(

9

)

に対して b)及び c)で得た値をそれぞれプロッ

トし,プロットした各点と原点を通る直線を作成して検量線とする。

(

9

)

酸素量は,次の式によって算出する。

100

P

G

A

×

=

ここに,

A

:  酸素量 (g)

G

:  a)ではかり取った試料の質量 (g)

P

:  a)ではかり取った試料中の酸素含有率 [% (m/m)]

7.8

計算  7.5.2d)で読み取った値及び 7.6c)で得た平均値と 7.7 で作成した検量線とから酸素量を求め,

試料中の酸素含有率を,次の式によって算出する。

100

2

1

×

=

m

A

A

O

ここに,

O

:  試料中の酸素含有率 [% (m/m)]

A

1

:  7.5.2d)で読み取った値から求めた酸素量 (g)

A

2

:  7.6c)で得た平均値から求めた酸素量 (g)

m

:  試料はかり取り量 (g)

8.

不活性ガス融解−赤外線吸収法

8.1

要旨  試料を不活性ガス気流中で黒鉛るつぼを用いてインパルス加熱によって融解し,試料中の酸

素を一酸化炭素として他のガスとともに抽出し,抽出ガス中の一酸化炭素をそのまま赤外線検出器に導く

か,加熱した酸化銅 (II) で二酸化炭素に酸化した後,赤外線検出器に導き,一酸化炭素又は二酸化炭素に

よる赤外線吸収量を測定する。

8.2

材料及び試薬  材料及び試薬は,次による。

a)

不活性ガス  ヘリウム[99.99% (v/v)  以上],窒素[99.99% (v/v)  以上]又はアルゴン[99.99% (v/v)  以

上]を用いる。

b)

黒鉛るつぼ  7.2b)による。

8.3

装置(

5

)

  装置は,不活性ガス清浄部,ガス抽出部,抽出ガス変換部又は抽出ガス精製部,ガス測定

部などで構成する。ガス抽出部以外の各部の構成は,装置に用いられている赤外線検出器及び使用する不

活性ガスの種類によって異なる。装置の例を

付図 3∼付図 に示す。

a)

ヘリウムと二酸化炭素用赤外線検出器とを使用する装置(付図 3

1)

不活性ガス清浄部  不活性ガス清浄部は,二酸化炭素吸収管,脱水管などで構成する。

1.1)

脱酸素管  7.3a)1)による。


5

H 1067 : 2002

1.2)

二酸化炭素吸収管  7.3a)2)による。

1.3)

脱水管  7.3a)3)による。

2)

ガス抽出部  7.3b)による。

3)

抽出ガス変換部  抽出ガス変換部は,集じん管,酸化管などで構成する。

3.1)

集じん管  7.3c)1)による。

3.2)

酸化管  7.3c)2)による。

4)

ガス測定部  ガス測定部は,赤外線検出器,指示計などで構成する。

4.1)

赤外線検出器  固体センサー型の二酸化炭素用赤外線検出器で,二酸化炭素による赤外線吸収量を

測定できるもの。

4.2)

指示計  赤外線検出器で検出された二酸化炭素に基づく信号を読み取ることのできるもの。

b)

窒素と一酸化炭素用赤外線検出器とを使用する装置(付図 4

1)

不活性ガス清浄部  a)1)による。

2)

ガス抽出部  7.3b)による。

3)

抽出ガス精製部  抽出ガス精製部は,集じん管,シアン吸収管などで構成する。

3.1)

集じん管  7.3c)1)による。

3.2)

シアン吸収管  ガラス管にソーダ石綿を詰めたもの。

4)

ガス測定部  ガス測定部は,赤外線検出器,指示計などで構成する。

4.1)

赤外線検出器  固体センサー型の一酸化炭素用赤外線検出器で,一酸化炭素による赤外線吸収量を

測定できるもの。

4.2)

指示計  赤外線検出器で検出された一酸化炭素に基づく信号を読み取ることのできるもの。

c)

アルゴンと一酸化炭素用赤外線検出器とを使用する装置(付図 5

1)

不活性ガス清浄部  不活性ガス清浄部は,還元管,二酸化炭素吸収管,脱水管などで構成する。

1.1)

還元管  ステンレス鋼管に金属銅(粒状)又は活性炭を詰めたもの。電気抵抗炉で加熱して使用す

る。

1.2)

二酸化炭素吸収管  7.3a)2)による。

1.3)

脱水管  7.3a)3)による。

2)

ガス抽出部  7.3b)による。

3)

抽出ガス変換部  抽出ガス変換部は,集じん管,脱水管などで構成する。

3.1)

集じん管  7.3c)1)による。

3.2)

脱水管  7.3a)3)による。

4)

ガス測定部  ガス測定部は,赤外線検出器,指示計などで構成する。

4.1)

赤外線検出器  内部に一酸化炭素を封入した静電容量型の一酸化炭素用赤外線検出器で,一酸化炭

素による赤外線吸収量を測定できるもの。

4.2)

指示計  b)4.2)による。

8.4

試料はかり取り量  試料はかり取り量は,表 による。

8.5

操作(

1

)

8.5.1

準備操作  準備操作は,次の手順によって行う。

a)

装置に冷却水及び不活性ガス[8.2a)]を供給した後,電源を入れる。装置各部を所定の条件に設定し,

装置の各部を安定させる。

b)

新しい黒鉛るつぼ[8.2b)]を所定の位置に設置し,インパルス炉に通電して黒鉛るつぼを脱ガス温度(

6

)


6

H 1067 : 2002

(6) 

に加熱する。

c)

b)

で脱ガスした黒鉛るつぼをガス抽出温度(

7

)

に加熱し,指示計の値を読み取る。安定した指示計の値

が得られるまでこの操作を繰り返す(

8

)

8.5.2

定量操作  定量操作は,準備操作,空試験及び検量線の作成に引き続き,次の手順によって行う。

a)

新しい黒鉛るつぼ[8.2b)]を所定の位置に設置する。

b)

試料をはかり取り,試料投入器に入れる。

c)

インパルス炉に通電して黒鉛るつぼを脱ガス温度(

6

)

に加熱する。

d)

試料を黒鉛るつぼに投入し,インパルス炉に通電して黒鉛るつぼをガス抽出温度(

7

)

に加熱し,指示計

の値を読み取る。

8.6

空試験  空試験は,準備操作に引き続き,次の手順によって行う。

a)

新しい黒鉛るつぼ[8.2b)]を所定の位置に設置し,8.5.2c)と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛る

つぼを脱ガス温度に加熱する。

b)

  8.5.2d)

と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛るつぼをガス抽出温度に加熱し,指示計の値を読み

取る。

c)

a)

及び b)の操作を数回繰り返し,読み取った値の平均値を求める。

8.7

検量線の作成  検量線の作成は,準備操作及び空試験に引き続き,次の手順によって行う。

a)

新しい黒鉛るつぼ[8.2b)]を所定の位置に設置する。酸素含有率が既知の試料をはかり取り,試料投入

器に入れる。8.5.2c)と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛るつぼを脱ガス温度に加熱する。

b)

酸素含有率が既知の試料を黒鉛るつぼに投入し,8.5.2d)と同じ条件でインパルス炉に通電して黒鉛る

つぼをガス抽出温度に加熱する。指示計の値を読み取り,8.6c)で得た平均値を差し引く。

c)

a)

及び b)の操作を数回繰り返す。

d)

  a)

ではかり取った酸素含有率が既知の試料中の酸素量(

9

)

に対して b)及び c)で得た値をそれぞれプロッ

トし,プロットした各点と原点を通る直線を作成して検量線とする。

8.8

計算  8.5.2d)で読み取った値及び 8.6c)で得た平均値と 8.7 で作成した検量線とから酸素量を求め,

試料中の酸素含有率を,次の式によって算出する。

100

2

1

×

=

m

A

A

O

ここに,

O

:  試料中の酸素含有率 [% (m/m)]

A

1

:  8.5.2d)で読み取った値から求めた酸素量 (g)

A

2

:  8.6c)で得た平均値から求めた酸素量 (g)

m

:  試料はかり取り量 (g)


7

H 1067 : 2002

付図 1  黒鉛るつほの例

付図 2  不活性ガス融解−ガスクロマトグラフ法  装置の構成例


8

H 1067 : 2002

(8) 

付図 3  不活性ガス融解−赤外線吸収法  ヘリウムと二酸化炭素用赤外線検出器とを使用する装置の構成例

付図 4  不活性ガス融解−赤外線吸収法  窒素と一酸化炭素用赤外線検出器とを使用する装置の構成例


9

H 1067 : 2002

付図 5  不活性ガス融解−赤外線吸収法  アルゴンと一酸化炭素用赤外線検出器とを使用する装置の構成例


10

H 1067 : 2002

(10) 

伸銅品分析 JIS 原案作成本委員会  構成表

氏名

所属

(委員長)

佐  山  恭  正

日本新金属株式会社技術開発部

(委員)

小  熊  幸  一

千葉大学工学部

藤  沼      弘

東洋大学工学部

大河内  春  乃

東京理科大学理学部

橋  本      進

財団法人日本規格協会技術部

宮  田  恵  守 NTT 東日本株式会社

佐  藤  秀  樹

日本電子材料工業会

矢  岡      隆

日本鉱業協会技術部兼環境保安部

福  島      茂

富士通分析ラボ株式会社分析部

田  口  克  徳

株式会社コベルコ科研関門事業所

関  根  孝  雄

三菱マテリアル株式会社総合研究所

小  林  秀  章

日本青銅株式会社技術部

豊  嶋  雅  康

住友軽金属工業株式会社研究開発センター

束  原      巌

元古河電気工業株式会社

久留須  一  彦

古河電気工業株式会社横浜研究所

小  松  孝  之

日鉱金属株式会社技術開発センター

(事務局)

藤  沢      裕

日本伸銅協会技術部

備考  ○印を付してある者は,分科会委員も兼ねる。

日本工業標準調査会  標準部会  非鉄金属技術専門委員会  構成表

氏名

所属

(委員会長)

神  尾  彰  彦

東京工業大学名誉教授

(委員)

藍  田      勲

株式会社神戸製鋼所

有  川  彰  一

財団法人日本船舶標準協会

一  瀬      明

住友金属鉱山株式会社

今  福      豊

日本伸銅協会(三菱マテリアル株式会社)

碓  井  栄  喜

社団法人軽金属学会(株式会社神戸製鋼所)

齋  藤  鐵  哉

独立行政法人物質・材料研究機構

酒  井  勝  之

社団法人日本アルミニウム協会(三菱アルミニウム株式会社)

中  村      守

独立行政法人産業技術総合研究所

西  村      尚

東京都立大学工学部

平  山  晴  彦

日本鉱業協会

村  上  陽  一

社団法人日本電機工業会

柳  沢  健  史

古河電気工業株式会社

山  田  桑太郎

社団法人日本鉄道車輌工業会