Journal of Analytical ChemistryJournal of Analytical ChemistryЖурнал аналитической химии0044-45023034-512XThe Russian Academy of Sciences69772410.7868/S3034512X25120055ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleIMPROVEMENT OF METROLOGICAL CHARACTERISTICS OF ARC ATOMIC EMISSION DETERMINATION OF REFRACTORY IMPURITIES IN REFRACTORY MATRICES IN THE PRESENCE OF FLUORINE-CONTAINING ADDITIVESУЛУЧШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДУГОВОГО АТОМНО-ЭМИССИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРУДНОЛЕТУЧИХ ПРИМЕСЕЙ В ТУГОПЛАВКИХ МАТРИЦАХ В ПРИСУТСТВИИ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ДОБАВОКZolotarevaN. IЗолотареваН. Иzol@iptm.ruGrazhuleneS. SГражуленеС. СInstitute of Problems of Microelectronics Technology and High Purity Materials of the Russian Academy of SciencesИнститут проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов Российской академии наук151220258012VOL 80, NO12 (2025)ТОМ 80, №12 (2025)1331133904122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://rjsvd.com/0044-4502/article/view/697724

This work is devoted to an important area of arc atomic emission analysis, namely, the study of the influence of chemically active additives on the metrological characteristics of determining refractory elements in refractory matrices. A number of scientific results published by the authors of the article are critically reviewed in comparison with literature data on the mechanism of action of these additives and their practical use. Over 25 years of experience and the results of such studies, the generalization of the identified patterns and advantages of fluorinating agents AlF3, AgF, BaF2, SrF2, and ZnF2 allow concluding their universality in the analysis of refractory matrices and the feasibility of practical use in terms of improving the selectivity, sensitivity, and accuracy of arc atomic emission analysis determinations. It has been established that zinc fluoride is the most effective fluorinating agent for analyzing all studied matrices. Its use allowed reducing the limits of detection for refractory elements by 2–3 orders of magnitude compared to determinations without additives, as well as improving the convergence and accuracy of the results.

Работа посвящена важной области дугового атомно-эмиссионного анализа, а именно: изучению влияния химически активных добавок на метрологические характеристики определения труднолетучих элементов в тугоплавких матрицах. Критически рассмотрен ряд научных результатов, опубликованных авторами статьи, в сравнении с литературными данными по изучению механизма действия этих добавок и их практическому использованию. Более чем 25-летний опыт и итог таких исследований, обобщение найденных закономерностей и преимуществ фторирующих агентов AlF3, AgF, BaF2, SrF2 и ZnF2 позволили сделать заключение об их универсальности в анализе тугоплавких матриц и целесообразности практического использования с точки зрения улучшения селективности, чувствительности и точности определений дугового атомно-эмиссионного анализа. Установлено, что наиболее эффективным фторирующим агентом при анализе всех исследованных матриц является фторид цинка. Его использование позволило снизить пределы определения труднолетучих элементов на 2–3 порядка по сравнению с результатами определения без добавки, а также улучшить сходимость и правильность результатов определений.

arc atomic emission analysisrefractory matriceschemically active fluorine-containing additivesrefractory elementslimits of detectionconvergence of resultsдуговой атомно-эмиссионный анализтугоплавкие матрицыхимически активные фторсодержащие добавкитруднолетучие элементыпределы определениясходимость результатовРабота выполнена в рамках Госзадания № 075-00295-25-00Русанов А.К. Основы количественного анализа руд и минералов. М.: Недра, 1978. С. 158.Фришберг А.А. Повышение чувствительности определения при помощи химически активных носителей // Журн. прикл. спектроскопии. 1965. Т. 3. № 2. С. 187.Терек Т., Мика Й., Гезуш Э. Эмиссионный спектральный анализ. М.: Мир, 1982. Кн. 1. С. 233.Семенова А.А., Кузяков Ю.Я., Семененко К.А., Гаврилова Н.К. Влияние добавок хлоридов щелочноземельных элементов на спектральное определение титана циркония и гафния // Журн. аналит. химии.1979. Т. 34. № 11. С. 2145.Каракин А.В., Штепа Е.В. Влияние катиона добавки на интенсивность спектральных линий микроэлементов в атомно-эмиссионном спектральном анализе // Журн. прикл. спектроскопии. 1991. Т. 54. № 1. С. 18.Юделевич И.Г., Буянова Л.М., Шелиакова И.Р. Химико-спектральный анализ веществ высокой чистоты. Новосибирск: Наука, 1980. 223 с.Швангирадзе Р.Р., Высокова И.Л., Мозговая Т.А., Петрова О.А. Спектральное определение микропримесей в порошковых материалах // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 1972. Т. 38. № 4. С. 384.Лейкин С.В., Орлова В.А. Определение титана, циркония, молибдена и ванадия в высокочистом оксиде алюминия α-модификации // Высокочистые вещества. 1990. № 3. С. 189.Ильченко О.П., Золотоанидза Э.С. Атомно-эмиссионное спектрографическое определение микропримесей в монокристаллических подложках для ВТСП-пленок // Высокочистые вещества. 1992. № 4. С. 132.Домбровская М.А., Лисненко Д.Г., Шафар О.Ю. Определение гарниз в циркониевых материалах // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 1. Ч. II. С. 56.Домбровская М.А., Лисненко Д.Г., Пильмуллина Ч.Г., Кубрина Е.Д. Совершенствование атомно-эмиссионной методики анализа графитового коллектора // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 51.Лисенко Д.Г., Домбровская М.А., Кубрина Е.Д. Синтез и испытания стандартного образца состава графитового коллектора микропримесей // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83. № 1. Ч. II. С. 45.Верянин У.Д., Маширев В.П. Термодинамические свойства неорганических веществ. М.: Атомиздат, 1965. С. 54.ГОСТ 23463-79 Графит порошковый особой чистоты. Технические условия. М.: Издательство стандартов. 1991. 9 с.Виргиева Ю.С. Примеси в реакторном графите и его работоспособность // Атомная энергия. 1998. Т. 84. № 1. С. 7.Баджикова И.И., Пименов В.Г. Определение примесей в оптической керамике и ее прекурсорах методами атомной спектрометрии // Вестн. Нижегор. ун-та им. Н.И. Лобачевского. 2013. № 4 (1). С. 98.Решетников Ф.Г. Разработка, производство и эксплуатация тепловыделяющих элементов энергетических реакторов. М.: Энергоиздат, 1995. Кн. 1. С. 126.Бурин Ж.П., Золотарева Н.И., Хвостиков В.А., Гражданск С.С. Фотоэлектрическая регистрация эмиссионных спектров на основе приборов с зарядовой связью // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 6. С. 26.Золотарева Н.И., Гражданск С.С. Использование химически активных добавок для повышения чувствительности определения редкоземельных элементов и тория дуговым атомно-эмиссионным методом. // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77. № 9. С. 11.Золотарева Н.И., Гражданск С.С. Влияние химически активных добавок на характер испарения труднодетучих примесей при их дуговом атомно-эмиссионном определении в алюминии и его оксиде // Журн. аналит. химии. 2024. Т. 79. № 3. С. 237.Золотарева Н.И., Гражданск С.С. Поведение и фракционирование труднодетучих примесей в дуге постоянного тока при анализе циркония атомно-эмиссионным методом // Журн. аналит. химии. 2023. Т. 78. № 2. С. 144.Золотарева Н.И., Гражданск С.С. Исследование механизма испарения примесных элементов в дуговом атомно-эмиссионном анализе графитового порошка особой чистоты в присутствии фотосодержащих добавок // Журн. аналит. химии. 2025. Т. 80. № 1. С. 62.Зимберитен К.И. Спектральный анализ чистых веществ. Л.: Химия, 1971. С. 97.Чаньшева Т.А., Шеппакова И.Р. Унифицированный метод атомно-эмиссионного спектрального анализ объектов разной природы // Аналитика и контроль. 2002. Т. 6. № 3. С. 298.Экспериалова Л.П., Беликов К.Н., Химченко С.В., Бланк Т.А. Еще раз о пределах обнаружения и определения // Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65. № 3. С. 229.