本发明涉及游离碳的检测，特别是涉及一种碳化钨中的游离碳的检测方法。
背景技术：
硬质合金是以碳化钨粉和钴粉为主要原料，采用粉末冶金烧结方式进行制备。碳含量对硬质合金的磁饱和和金相组织缺陷有重要的影响。因此碳化钨中总碳和游离碳检测是重要的质量管控点。根据现有公开的技术可知，碳化钨中游离碳主要采用混合酸溶解化合碳，并过滤分离出不溶的游离碳，然后采用重量法或气体吸收法对游离碳进行测量。公开的检测标准有《gb\t5124.2-2008硬质合金化学分析方法游离碳量的测定重量法》和《银碳化钨电触头化学分析方法酸分解－气体容量法测定游离碳》；公开的技术文献有《添加铬的混合料中游离碳测定方法的研究》、《玻璃纤维膜收集－红外吸收光谱法测定碳化钨粉游离碳》、《陶瓷过滤器在碳化物游离碳测定中的应用》等。这些技术无法完全溶解含钒铬的碳化钨，从而无法有效分离化合碳和游离碳。
现有公开的专利技术文献有碳化铬中游离碳的分析方法(专利公开号：cn101329242a)、含碳的钨合金中游离碳的收集方法和测定方法(专利公开号：cn102680307a)等。专利技术文献(cn101329242a)公开了一种酸溶-气体容量法测定游离碳的方法，该方法是将碳化铬与混酸放置于高压釜中，在石墨炉中加热处理，温度为200-220℃，时间为70-120min。该方法虽然能有效分离出碳化铬中游离碳，但是溶解时间长、检测效率低，无法检测0.05％以下游离碳；另一方面，200-220℃接近高压釜使用温度上限，高压釜的防爆防护简易，不利于操作人员安全。专利技术文献(cn102680307a)公开了一种游离碳测量方法，主要创新在于使用玻璃纤维膜替代酸洗石棉，降低了人身危害，但是该方法无法有效溶解含钒铬碳化钨，且溶液碱中和处理步骤繁琐。
综上，现有公开的技术方法均无法准确、高效率、安全的分析含钒铬碳化钨中游离碳含量。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种碳化钨中的游离碳的检测方法，能够解决传统方法无法有效溶解含钒铬碳化钨的技术不足，以及解决现有技术的高压釜法测量游离碳的低效率和安全隐患高的问题，并且能够降低酸洗石棉对人体的伤害。。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种碳化钨中的游离碳的检测方法，包括如下步骤：
a.将样品置于耐酸碱的内衬罐中，加入用于溶解化合碳的硝酸和氢氟酸；
b.密封内衬罐后，置于微波消解仪内进行加热溶解处理；
c.等待冷却后，打开内衬罐，置于加热炉进行赶酸处理；
d.处理后溶液用过滤装置进行过滤，分离出游离碳，并用热去离子水冲洗；
e.冲洗后，把游离碳和过滤介质全部转移到分析坩埚中，放置到烘箱中烘干；
f.进行游离碳含量测量。
所述步骤b中，微波消解仪的加热溶解处理是采用双温消解处理，第一温度程序为100-150℃，保温时间为10-15min，第二温度程序为150-180℃，保温时间为15-30min。
所述内衬罐为采用聚四氟乙烯材料制作而成。
所述步骤a中，氢氟酸体积为3-6ml，硝酸体积为4-7ml，混酸总体积为10ml。
所述步骤d中，过滤装置采用真空抽滤装置；其中，真空抽滤装置中的过滤介质采用过滤混合棉；所述过滤混合棉由酸洗石棉和高维s纤维毯混合而成。
所述步骤d中，其中，用热去离子水冲洗5-10遍。
所述步骤e中，烘箱中烘干工艺的温度为105-110℃，时间为70-80min。
所述步骤f中，进行游离碳含量测量采用重量法、气体容量吸收法或红外吸收法。
所述游离碳的检测中，游离碳含量测定范围为0.02-1％。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
本发明由于采用了将样品置于耐酸碱的内衬罐中，加入用于溶解化合碳的硝酸和氢氟酸；密封内衬罐后，置于微波消解仪内进行加热溶解处理；等待冷却后，打开内衬罐，置于加热炉进行赶酸处理；处理后溶液用过滤装置进行过滤，分离出游离碳，并用热去离子水冲洗；冲洗后，把游离碳和过滤介质全部转移到分析坩埚中，放置到烘箱中烘干；进行游离碳含量测量。本发明的这种方法，能够快速、准确、安全的分析游离碳，解决了现有技术的高压釜溶解游离碳时间长、防爆安全系数低、酸洗石棉致癌、0.05％以下游离碳无法精确分析等技术缺陷。
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种碳化钨中的游离碳的检测方法不局限于实施例。
具体实施方式
实施例
本发明的一种碳化钨中的游离碳的检测方法，包括如下步骤：
步骤a.称取0.5-1.0g样品，并装入耐酸碱内衬罐中，分别加入3-6ml硝酸和4-7ml氢氟酸，两种酸总体积为10ml；加入试剂后，样品中化合碳快速被氧化，产生大量棕色烟雾；内衬罐为采用聚四氟乙烯材料制作而成；
b.等待反应平缓，棕色烟雾量减少并稳定后，盖上耐酸碱盖子，放入微波消解仪内；微波消解温度分两阶段进行，第一阶段温度为100-150℃，保温10-15min；第二阶段温度为150-180℃，保温15-30min；
c.微波消解使化合碳完全溶解到混酸试剂中，而游离碳不溶解；等待内衬罐冷却后，取出打开内衬罐，并置于加热炉上进行赶酸处理；赶酸处理能降低溶液中酸含量，减少残余酸对过滤棉的腐蚀和洗涤次数；
d.进行游离碳过滤操作，将溶液全部转移到事先垫好混合棉的铂金抽滤坩埚内，打开真空泵进行真空抽滤，采用热去离子水洗涤5-10遍；过滤装置采用真空抽滤装置；其中，真空抽滤装置中的过滤介质采用过滤混合棉；所述过滤混合棉由酸洗石棉和高维s纤维毯混合而成；
e.对过滤残留物质进行烘干处理；将铂金抽滤坩埚内混合棉和游离碳全部转移到瓷舟或坩埚内，并于105-110℃的烘箱中烘70-80min；
f.处理后的游离碳和混合棉采用重量法、气体容量法、红外法进行测量，测量步骤包含空白测量、标准物质校正和样品测量。
本发明的一种碳化钨中的游离碳的检测方法，游离碳含量测定范围为0.02-1％。
以下用具体实施例来进一步说明本发明的一种碳化钨中的游离碳的检测方法。
一、微波消解法测量游离碳(样品wc-1到样品wc-4)
按先后顺序分别称取wc-1、wc-2、wc-3、wc-4重量为1.0g的样品，并先后装入耐酸碱内衬罐中，针对每一种样品分别加入6ml硝酸和4ml氢氟酸，混匀反应，等待棕色烟雾平缓后密封装入微波消解仪内。微波消解条件为：1、第一阶段温度为150℃，保温10min；第二阶段温度为180℃，保温20min。冷却后打开内衬罐，并放入石墨炉内赶酸。采用含酸洗石棉和高维s纤维毯的混合棉过滤。在105℃下烘干75min后测量。0.05％以上游离碳采用气体容量法进行测量，0.05％以下游离碳采用红外法测量。测量步骤包括设备检漏、混合棉空白、标准样校正、样品测量等。对wc-1、wc-2、wc-3、wc-4样品分别进行5次没测试，测量结果见表1。
表1微波消解法测量游离碳结果
二、准确性验证(样品wc-5、样品wc-6)
选取2个不含钒铬碳化钨样品进行微波消解法与国标法(gb-t5124.2)测试比对。称取重量为1.0g的样品，并装入耐酸碱内衬罐中，分别加入5ml硝酸和5ml氢氟酸，混匀反应，等待棕色烟雾平缓后密封装入微波消解仪内。微波消解条件为：1、第一阶段温度为150℃，保温10min；第二阶段温度为180℃，保温20min。冷却后打开内衬罐，并放入石墨炉内赶酸。采用含酸洗石棉和高维s纤维毯的混合棉过滤。在105℃烘干75min后，采用气体容量法进行测量游离碳。测量结果见表2。
表2两种方法游离碳结果比对
由上可知，本发明采用微波消解酸溶分离出游离碳，分离时间远低于高压斧酸溶处理时间，具有更高的处理效率。加热温度低于180℃，并进行压力监测，大大提高了酸溶的防爆安全系数；方法中采用酸洗石棉和高维s纤维毯混合棉进行过滤，减少了致癌物酸洗石棉的使用量；方法测量范围为0.02-1.0％，扩展了0.05％以下游离碳的精确测量。
本发明的一种碳化钨中的游离碳的检测方法，由于采用了将样品置于耐酸碱的内衬罐中，加入用于溶解化合碳的硝酸和氢氟酸；密封内衬罐后，置于微波消解仪内进行加热溶解处理；等待冷却后，打开内衬罐，置于加热炉进行赶酸处理；处理后溶液用过滤装置进行过滤，分离出游离碳，并用热去离子水冲洗；冲洗后，把游离碳和过滤介质全部转移到分析坩埚中，放置到烘箱中烘干；进行游离碳含量测量。本发明的这种方法，能够快速、准确、安全的分析游离碳，解决了现有技术的高压釜溶解游离碳时间长、防爆安全系数低、酸洗石棉致癌、0.05％以下游离碳无法精确分析等技术缺陷。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。