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日本工業規格

JIS

 H

1613

-1997

チタン及びチタン合金中の

マンガン定量方法

Methods for determination of manganese in titanium and titanium alloys

1.

適用範囲  この規格は,チタン及びチタン合金中のマンガン定量方法について規定する。

備考  この規格の引用規格を,次に示す。

JIS H 1611

  チタン及びチタン合金の分析方法通則

JIS Z 8402

  分析・試験の許容差通則

2.

一般事項  分析方法に共通な一般事項は,JIS H 1611 による。

3.

定量方法の区分  マンガンの定量方法は,次のいずれかによる。

(1)

過マンガン酸吸光光度法  この方法は,マンガン含有率 0.003% (m/m) 以上 0.10% (m/m) 以下の試料

に適用する。

(2)

原子吸光法  この方法は,マンガン含有率 0.001% (m/m)  以上 0.050% (m/m)  以下の試料に適用する。

(3)  ICP

発光分光法  この方法は,マンガン含有率 0.001% (m/m) 以上 0.10% (m/m) 以下の試料に適用す

る。

4.

過マンガン酸吸光光度法

4.1

要旨  試料を硫酸とふっ化水素酸とで分解した後,硝酸でチタンなどを酸化し,ほう酸を加える。

過よう素酸ナトリウムを加えて煮沸してマンガンを過マンガン酸に酸化し,光度計を用いてその吸光度を

測定する。

4.2

試薬  試薬は,次による。

(1)

硝酸 (1+1,2+100)

(2)

ふっ化水素酸 (1+1)

(3)

硫酸 (1+1)

(4)

ほう酸

(5)

チタン  99% (m/m)  以上でマンガン含有率ができるだけ低く,既知であるもの。

(6)

過よう素酸ナトリウム

(7)

標準マンガン溶液 (100

µgMn/ml)  マンガン[99.5% (m/m) 以上]0.100g をはかり取ってビーカー

(300ml)

に移し入れ,時計皿で覆い,硫酸 (1+1) 20ml を加え,穏やかに加熱して分解する。常温まで

冷却した後,時計皿の下面及びビーカーの内壁を水で洗浄し,時計皿を取り除く。溶液を 100ml の全

量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄めて原液 (1 000

µgMn/ml)  とする。この原液を使


2

H 1613-1997

用の都度,必要量だけ水で正しく 10 倍に薄めて標準マンガン溶液とする。

4.3

試料はかり取り量  試料はかり取り量は 1.0g とし,1mg のけたまではかる。

4.4

操作

4.4.1

試料溶液の調製  試料溶液の調製は,次の手順によって行う。

(1)

試料をはかり取ってポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。

(2)

ポリエチレン時計皿で覆い,水 20ml と硫酸 (1+1) 30ml を加えた後,ふっ化水素酸 (1+1) 5ml を少量

ずつ加えて,穏やかに分解する。反応が静まった後,水浴上で穏やかに加熱して完全に分解する。

(3)

室温まで冷却した後,硝酸 (1+1) 3ml を加え,引き続き加熱して窒素酸化物を追い出す。ポリエチレ

ン時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除く。ほう酸 3g を加え,十分かき混ぜて溶解し,室温まで

冷却した後,溶液をビーカ (200ml) に水を用いて移し入れ,水で液量を約 80ml とする。

(4)

時計皿で覆って溶液を加熱し,沸騰し始めたとき,ふきこぼれに注意しながら過よう素酸ナトリウム

0.4g

を少しずつ加え,よくかき混ぜた後,更に 15 分間加熱を続ける(

1

)

(5)

常温まで冷却した後,時計皿の下面及びビーカーの内壁を水で洗浄し,時計皿を取り除く。溶液を

100ml

の全量フラスコに硝酸 (2+100)  を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

(

1

)

加熱時間を長くすると,退色するおそれがある。

4.4.2

吸光度の測定  4.4.1(5)で得た溶液の一部を光度計の吸収セル (10mm) に取り,水を対照液として,

波長 530nm 付近の吸光度を測定する。

4.5

空試験  4.6 の検量線作成操作において得られる標準マンガン溶液を添加しない溶液の吸光度を,空

試験の吸光度とする。

4.6

検量線の作成  チタン  [4.2(5)] 1.0g ずつをはかり取って,数個のポリエチレンビーカー (200ml) に

移し入れ,標準マンガン溶液  [4.2(7)] 0∼10.0ml(マンガンとして 0∼1 000

µg)を段階的に加える。以下,

4.4.1(2)

4.4.2 の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,得た吸光度とマンガン量との関係線

を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して検量線とする。

4.7

計算  4.4.2 及び 4.5 で得た吸光度と 4.6 で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガ

ン含有率を,次の式によって算出する。

100

)

(

3

2

1

×

m

A

A

A

Mn

ここに,

Mn

試料中のマンガン含有率 [% (m/m)]

A

1

試料溶液中のマンガン検出量 (g)

A

2

空試験液中のマンガン検出量 (g)

A

3

チタン  [4.2(5)] 1.0g 中に含まれるマンガン量 (g)

m

試料はかり取り量 (g)

5.

原子吸光法

5.1

要旨  試料を塩酸とふっ化水素酸とで分解し,硝酸を加えてチタンなどを酸化し,ほう酸を加えた

後,溶液を原子吸光光度計の空気・アセチレンフレームの中に噴霧し,その吸光度を測定する。

5.2

試薬  試薬は,次による。

(1)

塩酸 (1+1)

(2)

硝酸 (1+1)  

(3)

ふっ化水素酸 (1+1)  

(4)

ほう酸


3

H 1613-1997

(5)

チタン  4.2(5)による。

(6)

標準マンガン溶液 (100

µgMn/ml)  マンガン[99.5% (m/m) 以上]0.100g をはかり取ってビーカー

(300ml)

に移し入れ,時計皿で覆い,硝酸 (1+1) 10ml を加え,穏やかに加熱して分解する。常温まで

冷却した後,時計皿の下面及びビーカーの内壁を水で洗浄し,時計皿を取り除く。溶液を 100ml の全

量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄めて原液 (1 000

µgMn/ml)  とする。この原液を使

用の都度,必要量だけ水で正しく 10 倍に薄めて標準マンガン溶液とする。

5.3

試料はかり取り量  試料はかり取り量は,1.0g とし,1mg のけたまではかる。

5.4

操作

5.4.1

試料溶液の調製  試料溶液の調製は,次の手順によって行う。

(1)

試料をはかり取ってポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。

(2)

ポリエチレン時計皿で覆い,水 20ml と塩酸 (1+1) 10ml を加えた後,ふっ化水素酸 (1+1) 5ml を少量

ずつ加え,穏やかに分解する。更に完全に分解するまで,水浴上で穏やかに加熱する。

(3)

室温まで冷却した後,硝酸 (1+1) 3ml を加え,引き続き加熱して窒素酸化物を追い出す。ポリエチレ

ン時計皿の下面を水で洗って時計皿を取り除く。ほう酸 3g を加え,よくかき混ぜて溶解する。

(4)

常温まで冷却した後,溶液を 100ml の全量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

5.4.2

吸光度の測定  5.4.1(4)で得た溶液の一部を,水を用いてゼロ点を調整した原子吸光光度計の空

気・アセチレンフレーム中に噴霧し,波長 279.5nm における吸光度を測定する。

5.5

空試験  試料を用いないで,試料と同じ操作を試料と並行して行う。

5.6

検量線の作成  検量線の作成は,次の手順によって行う。

(1)

チタン  [5.2(5)]  を 1.0g ずつはかり取って,数個のポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。

(2)

標準マンガン溶液  [5.2(6)] 0∼5.0ml(マンガンとして 0∼500

µg)を段階的に加える。

(3)

  5.4.1(2)

5.4.2 の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,得た吸光度と標準マンガン溶液

として加えたマンガン量との関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して検量線と

する。

5.7

計算  5.4.2 及び 5.5 で得た吸光度と 5.6 で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガ

ン含有率を,次の式によって算出する。

100

2

1

×


m

A

A

Mn

ここに,

Mn

試料中のマンガン含有率 [% (m/m)

A

1

試料溶液中のマンガン検出量 (g)

A

2

空試験液中のマンガン検出量 (g)

m

試料はかり取り量 (g)

6.

ICP

発光分光法

6.1

要旨  試料を硝酸とふっ化水素酸又は硫酸とふっ化水素酸とで分解した後,溶液を ICP 発光分光装

置のアルゴンプラズマ中に噴霧し,その発光強度を測定する。

6.2

試薬  試薬は,次による。

(1)

塩酸 (1+1)

(2)

硝酸 (1+1)

(3)

ふっ化水素酸 (1+1)


4

H 1613-1997

(4)

硫酸 (1+1)

(5)

チタン  4.2(5)よる。

(6)

コバルト溶液 (1mgCo/ml)   コバルト[99.5% (m/m)  以上]1.00g をはかり取り,ビーカー (300ml) に

移し入れ,硝酸 (1+1) 40ml を加え,加熱して分解する。常温まで冷却した後,溶液を 1 000ml の全

量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

(7)

イットリウム溶液 (1mgY/ml)   酸化イットリウム (I II) [99.5% (m/m)  以上]1.27g をはかり取り,

ビーカー (300ml) に移し入れ,塩酸 (1+1) 20ml を加え,加熱して分解する。常温まで冷却した後,

溶液を 1 000ml の全量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

(8)

ランタン溶液 (1mgLa/ml)   酸化ランタン (III)  [99.5% (m/m) 以上]1.17g をはかり取り,ビーカー

(300ml)

に移し入れ,

塩酸 (1+1) 20ml を加え,

加熱して分解する。

常温まで冷却した後,

溶液を 1 000ml

の全量フラスコに水を用いて移し入れ,水で標線まで薄める。

(9)

標準マンガン溶液 A (100

µgMn/ml)    標準マンガン溶液  [5.2(6)]  の原液 (1 000µgMn/ml)  を水で正し

く 10 倍に薄めて標準マンガン溶液 A とする。

(10)

標準マンガン溶液 B (10

µgMn/ml)    標準マンガン溶液 A [(9)]  を使用の都度,必要量だけ水で正しく

10

倍に薄めて標準マンガン溶液 B とする。

6.3

試料はかり取り量  試料はかり取り量は,1.0g とし,1mg のけたまではかる。

6.4

操作

6.4.1

試料溶液の調整  試料溶液の調製は,次のいずれかの手順によって行う。

(1)

硝酸・ふっ化水素酸で分解する場合

(a)

試料をはかり取って,ポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。

(b)

ポリエチレン時計皿で覆い,硝酸 (1+1) 50mL 及びふっ化水素酸 (1+1) 10ml を加え,水浴上で穏

やかに加熱して分解する。引き続き加熱して窒素酸化物を追い出す。

(c)

常温まで冷却した後,ポリエチレン時計皿の下面を水で洗い,時計皿を取り除く。溶液を 100ml の

全量フラスコに水を用いて移し入れ(

2

)

,水で標線まで薄めた後,直ちに乾燥した共栓付きポリエチ

レン瓶又は四ふっ化エチレン樹脂(以下,PTFE という。

)瓶に移し入れる。

(

2

)

発光強度の測定を6.4.2(2)によって行う場合には,内標準元素としてコバルト溶液  [6.2(6)] 5.0mL

を加える。

(2)

硫酸・ふっ化水素酸で分解する場合

(a)

試料をはかり取って,PTFE ビーカー (200ml) に移し入れる。

(b)

 PTFE

時計皿で覆い,硫酸 (1+1) 20ml 及びふっ化水素酸 (1+1) 4ml を加え,穏やかに加熱して分解

する(

3

)

室温まで冷却した後,硝酸 (1+1) 4ml を滴加して数分間加熱する。PTFE 時計皿の下面を水で洗って時

計皿を取り除き,穏やかに加熱して濃縮し,少しずつ温度を上げて硫酸の白煙を 5 分間発生させる

(

4

)

。室温まで放冷した後,少量の水で PTFE ビーカーの内壁を洗浄し,よくふり混ぜる。再び加熱

して硫酸の白煙を 2∼3 分間発生させる(

4

)

(c)

放冷した後,少量の水及び塩酸 (1+1) 20ml を加えて塩類を溶解する。常温まで冷却した後,溶液

を 100ml の全量フラスコに水を用いて移し入れ(

5

)

,水で標線まで薄める。

(

3

)

試料の分解が不十分な場合には,ふっ化水素酸 (1+1)  を追加する。

(

4

)

残存する硫酸量が発光強度に影響を与えるので,白煙の発生状態に注意する。残存する硫酸量

が一定とならないときは,6.4.2(2)によって発光強度を測定しなければならない。


5

H 1613-1997

(

5

)

発光強度の測定を 6.4.2(2)によって行う場合には,内標準元素としてコバルト溶液  [6.2(6)],イ

ットリウム溶液  [6.2(7)]  又はランタン溶液  [6.2(8)] 5.0ml を加える。

6.4.2

発光強度の測定  発光強度の測定は,次のいずれかによる。

(1)

発光強度法による場合  6.4.1 (1)(c)又は(2)(c)で得た溶液の一部を ICP 発光分光装置のアルゴンプラ

ズマ中に噴霧し,波長 257.61nm におけるマンガンの発光強度を測定する。

(2)

強度比法による場合  6.4.1 (1)(c)又は(2)(c)で得た溶液の一部を ICP 発光分光装置のアルゴンプラズ

マ中に噴霧し,

波長 257.61nm におけるマンガンの発光強度及び内標準元素の発光強度(

6

)

を同時に測定

し,マンガンの発光強度と内標準元素の発光強度(

6

)

との比を求める。

(

6

)

試料溶液の調製を6.4.1(1)によって行った場合には,波長238.89nm におけるコバルトの発光強度

を,試料溶液の調製を6.4.1(2)によって行った場合には,波長238.89nm におけるコバルト,波長

371.03nm

におけるイットリウム又は波長398.85nm におけるランタンの発光強度を測定する。

6.5

空試験  空試験は,次のいずれかによる。

(1)

試料溶液の調製を 6.4.1(1)によって行う場合  6.6(1)の検量線作成操作において得られる標準マンガン

溶液を添加しない溶液の発光強度又は発光強度比を,空試験液の発光強度又は発光強度比とする。

(2)

試料溶液の調製を 6.4.1(2)によって行う場合  6.6(2)の検量線作成操作において得られる標準マンガン

溶液を添加しない溶液の発光強度又は発光強度比を,空試験液の発光強度又は発光強度比とする。

6.6

検量線の作成  検量線の作成は,次のいずれかによる。

(1)

試料溶液の調製を 6.4.1(1)によって行う場合  チタン  [6.2(5)]  を 1.0g ずつ数個はかり取り,それぞれ

をポリエチレンビーカー (200ml) に移し入れる。標準マンガン溶液 A [6.2(9)]  及び標準マンガン溶液

B [6.2(10)]

の各種液量(マンガンとして 0∼1 000

µg)を段階的に加えた後,6.4.1(1)(b)及び(c)並び

に 6.4.2 の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,

得た発光強度又は発光強度比と標準マ

ンガン溶液として加えたマンガン量との関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動し

て検量線とする。

(2)

試料溶液の調製を 6.4.1(2)によって行う場合  チタン  [6.2(5)]  を 1.0g ずつ数個はかり取り,それぞれ

を PTFE ビーカー (200ml) に移し入れる。標準マンガン溶液 A [6.2(9)]  及び標準マンガン溶液 B

[6.2(10)]

の各種液量(マンガンとして 0∼1 000

µg)を段階的に加えた後,6.4.1(2)(b)及び(c)並びに

6.4.2

の手順に従って試料と同じ操作を試料と並行して行い,得た発光強度又は発光強度比と標準マン

ガン溶液として加えたマンガン量との関係線を作成し,その関係線を原点を通るように平行移動して

検量線とする。

6.7

計算  計算は,次のいずれかによる。

(1)

試料溶液の調製を 6.4.1(1)によって行った場合  6.4.2 及び 6.5(1)で得た発光強度又は発光強度比と

6.6(1)

で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガン含有率を次の式によって算出する。

100

)

(

3

2

1

×

m

A

A

A

Mn

ここに,

Mn

試料中のマンガン含有率 [% (m/m)]

A

1

試料溶液中のマンガン検出量 (g)

A

2

空試験液中のマンガン検出量 (g)

A

3

チタン  [6.2(5)] 1.0g 中に含まれるマンガン量 (g)

m

試料はかり取り量 (g)

(2)

試料溶液の調製を 6.4.1(2)によって行った場合  6.4.2 及び 6.5(2)で得た発光強度又は発光強度比と

6.6(2)

で作成した検量線とからマンガン量を求め,試料中のマンガン含有率を(1)の式によって算出す


6

H 1613-1997

る。

6.8

許容差  許容差(

7

)

は,

表 による。

表 1  許容差

単位% (m/m)

マンガン含有率

室内再現許容差

室間再現許容差

0.001

以上 0.10 以下

D

2

 [0.017 2 (Mn)

+0.002]

D

2

 [0.021 6 (Mn)

+0.002]

(

7

)

許容差計算式中の D

2

の値は,JIS Z 8402 

表 による。

また,  (Mn)  は,許容差を求めるマンガン含有率 [% (m/m)] である。 

JIS

原案調査作成委員会  構成表(五十音順)

氏名

所属

(委員長)

多  田  格  三

フジ化学研究所

天  野      徹

通商産業省工業技術院

稲  本      勇

新日本製鐵株式会社・株式会社日鐵テクノリサーチ

大河内  春  乃

科学技術庁金属材料技術研究所

小  熊  幸  一

千葉大学

金  築  四  郎

住友シチックス株式会社

北  岡  一  泰

社団法人日本チタン協会

中  村      靖

株式会社ジャパンエナジー分析センター

西  尾  正  浩

住友軽金属工業株式会社

服  部  兆  隆

東邦チタニウム株式会社

藤  城  泰  文

住友金属工業株式会社

藤  貫      正

日本磁気共鳴医学会

山  本  壽  美

古河電気工業株式会社

(事務局)

伊  藤      均

社団法人日本チタン協会

小委員会  構成表(五十音順)

氏名

所属

(小委員長)

中  村      靖

株式会社ジャパンエナジー分析センター

稲  本      勇

新日本製鐵株式会社・株式会社日鐵テクノリサーチ

石  橋  耀  一

日本鋼管株式会社

金  築  四  郎

住友シチックス株式会社

河  村  恒  夫

株式会社神戸製鋼所・株式会社コベルコ科研

北  岡  一  泰

社団法人日本チタン協会

小  林  義  男

株式会社ジャパンエナジー分析センター

西  尾  正  浩

住友軽金属工業株式会社

服  部  兆  隆

東邦チタニウム株式会社

藤  城  泰  文

住友金属工業株式会社

山  本  壽  美

古河電気工業株式会社

横  溝      耿

三菱マテリアル株式会社

(事務局)

伊  藤      均

社団法人日本チタン協会

協力者  構成表(五十音順)

氏名

所属

乾      道  春

株式会社神戸製鋼所・株式会社コベルコ科研

岡      圭  男

住友金属工業株式会社