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The Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung, BAM (Federal Institute for Materials Research and Testing) continues to establish a system of primary reference materials to meet the demands of metrological traceability. The materials act as national standards in the field of elemental analysis. For all elements of the periodic table -excepting those that are gases or radioactive- two different kinds of reference materials are being certified. The substances are of very high purity and of defined stoichiometry. Pure elements and metals are used as far as possible. They are certified by determining the trace contents of most elements of the periodic table at very low levels using different trace element analysis methods. Recent application of these methods is described and examples of the certification of some pure metals (copper, iron and lead) are given. (author abst.)
Siliciumcarbid (SiC) ist ein wichtiges technisches Material nicht nur in seinen klassischen Anwendungsbereichen, die auf seinen hervorragenden mechanischen Eigenschaften, insbesondere seiner großen Härte, und seinem besonderen thermischen Verhalten beruhen. Vielfache Anwendungen finden sich auch als Hochleistungskeramik, in der Halbleitertechnik, der Opto- und Mikroelektronik. Für seinen Gebrauch in den verschiedenen Anwendungsgebieten ist die Reinheit des Materials von großer Bedeutung. Die auf der Verwendung von Aufschlusslösungen basierende Analytik ist wegen des erforderlichen zeitaufwendigen Aufschlussverfahrens wenig effektiv. Für größere Analysenserien und für die schnellere Bereitstellung der Ergebnisse sind deshalb direkte Analysenverfahren mit Festprobentechnik von verschiedenen Autoren erprobt und eingesetzt worden. Um zu zuverlässigen und vergleichbaren analytischen Aussagen zu gelangen, sind für einen breiten Einsatz bei den Herstellern validierte und genormte Analysenverfahren erforderlich. Die vorgestellten Ergebnisse sind Bestandteil des Validierungs- und Normungsprozesses. Hierbei wurde für jede der beiden Feststoff-Analysenmethoden mit Multielementcharakter, die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma und elektrothermischer Verdampfung (ETV ICP OES) und die optische Emissionsspektrometrie mit Gleichstrombogenanregung (DC Arc OES), ein Ringversuch zur Multielement-Spurenbestimmung an sechs vorcharakterisierten Siliciumcarbidpulvern durchgeführt. An diesen Laborvergleichen beteiligten sich mit der ETV ICP OES acht und mit der DC Arc OES neun Laboratorien aus Industrieunternehmen, Forschungseinrichtungen und Universitäten. An jeder der sechs untersuchten Proben wurden sechs parallele Messungen ausgeführt, mit der ETV ICP OES für die Analyten Al, Ca, Cr, Cu, Fe, Mg, Ni, Ti, V und Zr und mit der DC Arc OES für die Analyten Al, B, Ca, Fe, Mg, Ni, Ti und Zr. Für drei der sechs Proben wurden die Gehalte aus den auf der Basis dieser Messungen bestimmten Kalibrierkurven ermittelt, wobei die jeweilige Probe nicht in die Kalibrierung einbezogen wurde. Aus den ermittelten Gehalten wurden nach DIN ISO 5725-2 die Wiederhol- und die Vergleichspräzision beider Analysenverfahren berechnet. Diese stellen wichtige Beiträge zur Verfahrensvalidierung und zur geplanten Normung im Rahmen des DIN NMP 264 "Chemische Analyse von nichtoxidischen keramischen Roh- und Werkstoffen" dar. Ein Eindruck über die Richtigkeit beider Analysenverfahren läßt sich durch Vergleich der Ergebnisse mit den durch rückführbare Messungen zuvor erhaltenen Werten gewinnen. Dabei ist zu beachten, dass diese auch für die Kalibrierung verwendeten Gehaltsangaben der sechs verschiedenen Kalibrierproben nicht in allen Fällen auf einer geraden oder monoton steigenden Kalibrierkurve liegen. Im Nachgang wurde außerdem von der BAM in Kooperation mit der GDMB und unter breiter internationaler Beteiligung eines der sechs SiC-Pulver als Referenzmaterial zertifiziert. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit der Aussagen zur Richtigkeit noch weiter erhöht. Die Vergleichs- und die Wiederholpräzision werden als überwiegend gut eingeschätzt, die Richtigkeit als gut bis befriedigend; nur in wenigen Fällen treten größere systematische Abweichungen von den Referenzwerten auf. Damit werden beide Analysentechniken als geeignet zur schnellen Direktanalytik der nur schwer und zeitaufwendig aufzuschließenden Siliciumcarbidpulver bewertet.
Im Beitrag wird außer auf die Ringversuche und ihre Auswertung auch auf methodische Besonderheiten beider direkten Feststoff-Analysenverfahren eingegangen.