zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2023-89-2-I-23-30zldm-1856Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISПрименение добавок спирта при определении примесей в никелевых сплавах методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмойImprovement of the analytical characteristics for the determination of impurities in high temperature nickel alloys using inductively coupled plasma - mass spectrometry (ICP-MS)АлексеевА. В.AlekseevA. V.

Андрей Владимирович Алексеев

105005, Москва, ул. Радио, д. 17

Andrey V. Alekseev

17, ul. Radio, Moscow, 105005

ЯкимовичП. В.YakimovichP. V.

Павел Витальевич Якимович

105005, Москва, ул. Радио, д. 17

Pavel V. Yakimovich

17, ul. Radio, Moscow, 105005

Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»РоссияAil-Russian Scientific-Research Institute of Aviation Materials of National Research Center "Kurchatov Institute"Russian Federation202323022023892(I)2330Copyright © Алексеев А.В., Якимович П.В., 20232023Алексеев А.В., Якимович П.В.Alekseev A.V., Yakimovich P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1856

Исследовано влияние добавок спиртов (этанола и изопропанола) на аналитические сигналы при определении 15 элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС). Установлено, что внесение добавок приводит к увеличению (коэффициент усиления более 2) аналитических сигналов As, Se и Те. Изучено влияние спиртовых добавок на образование оксидных ионов основных легирующих компонентов никелевых сплавов: обнаружено подавление образования мешающих полиатомных ионов хрома и титана, сигналы которых накладываются на сигнал 8 2Se. Методом ИСП-МС с применением добавок спирта и других способов подавления спектральных интерференции определены вредные примеси в образце сложнолегированного никелевого сплава. Показано, что для определения менее 2 мкг/г селена необходимо добавлять 2 % об. этилового спирта. Правильность полученных результатов подтверждена сравнением с данными анализа образца сплава методом масс-спектрометрии высокого разрешения с тлеющим разрядом.

The results of studying the effect of alcohol additives (ethanol and isopropanol) on the analytical signals of 15 elements in their determination by the method of inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) are presented. It is shown that these additives lead to more than two-fold increase of the analytical signals from As, Se, and Те. The study of their effect on the formation of oxide ions of the main alloying components revealed the suppression of the formation of interfering polyatomic ions of chromium and titanium, the signals of which superimposed on the signal from 82Se. Harmful impurities in a complex alloyed sample of nickel alloy were determined using alcohol additives and other methods of suppressing spectral interferences. It is shown that determination of less than 2 pg/g of selenium necessitates the addition of 2 vol. % of ethyl alcohol. The correctness of the obtained results was confirmed by a comparative analysis of data obtained for the same sample by high resolution mass spectrometry with a glow discharge.

масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмойИСП-МСникелевые сплавыопределение вредных примесейдобавки спиртаinductively coupled plasma mass spectrometryICP-MSnickel alloysdetermination of impuritiesmicrowave sample preparationРабота выполнена с использованием оборудования ЦКП ≪Климатические испытания≫ НИЦ ≪Курчатовский институт≫ — ВИАМ.ReferencesКаблов Е. Н., Бондаренк о Ю. А., Ечи н А. Б. Развитие технологии направленной кристаллизации литейных высокожаропрочных сплавов с переменным управляемым градиентом температуры / Авиационные материалы и технологии. 2017. №S. С. 24-38. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-24-38Kablov Е. N., Bondarenko Yu. A., Echin А. В. Development of technology of cast superalloys directional solidification with variable controlled temperature gradient / Aviats. Mater. Tekhnol. 2017. N S. E 24 - 38 [in Russian]. DOI: 10.18577/2071-9140-2017-0-S-24-38Дворецко в Р. М., Петров П. С , Орлов Г. В. и др. Стандартные образцы новых марок жаропрочных никелевых сплавов и их применение для спектрального анализа / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 11. С. 15 - 22. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-11-15-22Dvoretskov R. М., Petrov P. S., Orlov G. V, et al. Reference materials of the new grades of nickel superalloys and their use in spectral analysis / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2018. Vol. 84. N 11. E 15-22 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-11-15-22Дворецко в Р. М., Славин А. В., Тихонов М. М., Куко И. С. Контроль химического состава жаропрочных никелевых сплавов в процессе производства изделий из них по аддитивным технологиям / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 4. С. 71 - 80. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-4-71-80Dvoretskov R. M., Slavin A. V, Tikhonov M. M., Kuko I. S. Control of the chemical composition of heat-resistant nickel alloys upon manufacturing products from these alloys using additive technologies / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2021. Vol. 87. N 4. P. 71 -80 [in Russian]. DOI: 10.26896/1028-6861-2021-87-4-71-80Пупыше в А. А., Эпова Е. Н. Спектральные помехи полиатомных ионов в методе масс-спектрометрии с индуктивносвязанной плазмой / Аналитика и контроль. 2001. Т. 5. № 4. С. 335 - 369.Pupyshev A. A., Epova E. N. Spectral noise of polyatomic ions in the method of mass spectrometry with inductively coupled plasma / Anal. Kontrol'. 2001. Vol. 5. N 4. E 335 - 369 [in Russian].Лейкин А. К)., Карандашев В. К., Лисовский С. В., Волков И. А. Использование реакционно-столкновительной ячейки для определения примесных элементов в редкоземельных металлах методом ИСП-МС / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. Т. 80. № 5. С. 6 - 9.Leykin A. Yu., Karandashev V K., Lisovskii S. V, Volkov I. A. The application of collision/reaction cell for detection of impurity elements in rare earth metals by ICP-MS analysis / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2014. Vol. 80. N 5. E 6 - 9 [in Russian].Allain P., Jaunault L., Mauras Y. Signal enhancement of elements due to the presence of carbon-containing compounds in inductively coupled plasma mass spectrometry / Anal. Chem. 1991. Vol. 63. E 1497 - 1498. DOI: 10.1021/AC00014A028Allain P., Jaunault L., Mauras Y. Signal enhancement of elements due to the presence of carbon-containing compounds in inductively coupled plasma mass spectrometry / Anal. Chem. 1991. Vol. 63. E 1497 - 1498. DOI: 10.1021/AC00014A028Larsen E., Sturup S. Carbon-enhanced inductively coupled plasma mass spectrometric detection of arsenic and selenium and its application of arsenic speciation / J. Anal. At. Spectrom. 1994. Vol. 9. E 1099 - 1105. DOI: 10.1039/JA9940901099Larsen E., Sturup S. Carbon-enhanced inductively coupled plasma mass spectrometric detection of arsenic and selenium and its application of arsenic speciation / J. Anal. At. Spectrom. 1994. Vol. 9. E 1099 - 1105. DOI: 10.1039/JA9940901099Guo W., Hu S., Li X., et al. Use of ion-molecule reactions and methanol addition to improve arsenic determination in high chlorine food samples by DRC-ICF-MS / Talanta. 2011. Vol. 84. N 3. E 887 - 894. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.02.026Guo W., Hu S., Li X., et al. Use of ion-molecule reactions and methanol addition to improve arsenic determination in high chlorine food samples by DRC-ICP-MS / Talanta. 2011. Vol. 84. N 3. E 887 - 894. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.02.026Pettine M., Casentine В., Mastroianni D., Capri S. Dissolved inorganic carbon effect in the determination of arsenic and chromium in mineral waters by inductively coupled plasma mass spectrometry / Anal. Chim. Acta. 2007. Vol. 599. E 191 -198. DOI: 10.1016/j.aca.2007.08.016Pettine M., Casentine В., Mastroianni D., Capri S. Dissolved inorganic carbon effect in the determination of arsenic and chromium in mineral waters by inductively coupled plasma mass spectrometry / Anal. Chim. Acta. 2007. Vol. 599. E 191 -198. DOI: 10.1016/j.aca.2007.08.016An J., Lee J., Lee G., et al. Combined use of collision cell technique and methanol addition for the analysis of arsenic in high-chloride-containing sample by ICE-MS / Microchem. J. 2015. Vol. 120. E 77 - 81. DOI: 10.1016/j.microc.2015.01.001An J., Lee J., Lee G., et al. Combined use of collision cell technique and methanol addition for the analysis of arsenic in high-chloride-containing sample by ICP-MS / Microchem. J. 2015. Vol. 120. E 77 - 81. DOI: 10.1016/j.microc.2015.01.001Nie X., Liang Y. Determination of trace elements in high purity nickel by high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry / J. Cent. South Univ. 2012. Vol. 19. E 2416 -2420. DOI: 10.1007Ы1771-012-1290-0Nie X., Liang Y. Determination of trace elements in high purity nickel by high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry / J. Cent. South Univ. 2012. Vol. 19. E 2416 -2420. DOI: 10.1007Ы1771-012-1290-0Якимови ч П. В., Алексеев А. В., Мин П. Г. Определение низких содержаний фосфора в жаропрочных никелевых сплавах методом ИСП-МС / Труды ВИАМ. 2014. № 10. С. 02. DOI: 10.18557/2307-6046-2014-0-10-1-1Yakimovich P. V, Alekseev A. V, Min P. G. Determination of low phosphorus content in high-temperature nickel alloys by ICP-MS / Tr. VIAM. 2014. N 10. E 02 [in Russian]. DOI: 10.18557/2307-6046-2014-0-10-1-1Алексеев А. В., Якимови ч П. В. Определение меди, цинка, мышьяка и селена в сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавах методом ИСП-МС / Новости материаловедения. Наука и техника. 2016. № 5(23). С. 21 - 30.Alekseev A. V, Yakimovich P. V Determination of copper, zinc, arsenic and selenium in complex alloyed high-temperature nickel alloys using ICP-MS / Nov. Materialoved. Nauka Tekhn. 2016. N 5 (23). E 21 - 30 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.