ISO 12677:2011

Chemical analysis of refractory products by X-ray fluorescence (XRF) — Fused cast-bead method

ISO 12677:2011 specifies a method for the chemical analysis of refractory and technical ceramic raw materials, intermediates and products, by means of the X-ray fluorescence (XRF) fused cast-bead method. Typical materials that can be analysed by ISO 12677:2011 are given in Clause 3. ISO 12677:2011 is not applicable to non-oxide materials, such as silicon carbides or nitrides, etc. The method is applicable to a wide range of materials containing a wide range of elements.

Analyse chimique des matériaux réfractaires par fluorescence de rayons X — Méthode de la perle fondue

L'ISO 12677:2011 spécifie une méthode pour l'analyse chimique des matières premières pour les céramiques techniques et réfractaires, les intermédiaires et les produits, au moyen de la fluorescence de rayons X et de la méthode de la perle fondue. Elle est applicable à différents types de matériaux céramiques. L'ISO 12677:2011 n'est pas applicable aux matériaux non-oxydes comme le carbure ou le nitrure de silicium, etc. La méthode est applicable à une large variété de matériaux contenant une large variété d'éléments.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 25-Sep-2011
• ICS: 81.080 - Refractories
• Technical Committee: ISO/TC 33 - Refractories
• Drafting Committee: ISO/TC 33/WG 17 - Chemical analysis
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 24-Jun-2022
• Completion Date: 19-Apr-2025

Relations

• Revises: ISO 12677:2003 - Chemical analysis of refractory products by XRF — Fused cast bead method
• Effective Date: 10-Jul-2008

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12677
Second edition
2011-10-01
Chemical analysis of refractory products
by X-ray fluorescence (XRF) — Fused
cast-bead method
Analyse chimique des matériaux réfractaires par fluorescence de
rayons X — Méthode de la perle fondue

Reference number
©
ISO 2011
©  ISO 2011
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword . v
1  Scope . 1
2  Normative references . 1
3  Types of material . 1
4  Principle . 2
5  Apparatus . 2
6  Sample grinding . 3
7  Loss on ignition (and/or drying) . 4
8  Flux . 4
8.1  Choice of flux and ratio of flux to sample . 4
8.2  Compensations for moisture in flux . 5
9  Fusion casting procedures. 5
9.1  Fusion of samples and casting of beads . 5
9.2  Automatic bead preparation . 7
9.3  Storage . 7
9.4  Special problems . 8
10  Calibration . 8
10.1  Calibration standards . 8
10.2  Reagents and series reference materials (SeRMs) . 8
10.3  Calibration using reagents . 10
10.4  Calibration using SeRMs . 15
11  Corrections . 17
11.1  Line-overlap correction . 17
11.2  Background correction . 17
11.3  Drift correction . 18
11.4  Calculation of results . 18
11.5  Software requirements . 19
12  Reproducibility and repeatability . 20
12.1  Fusion tests . 20
12.2  Frequency of instrument tests . 20
12.3  Maximum allowance differences of sample holders . 20
12.4  Sample measuring positions . 21
12.5  Instrument repeatability . 21
12.6  Sequential systems . 21
12.7  Dead time . 22
12.8  Other tests . 22
12.9  Flow gas . 22
13  Accuracy determined by certified reference materials . 22
13.1  Validation of synthetic calibrations . 22
13.2  Validation of SeRM calibrations . 22
13.3  Fresh beads of the CRMs or synthetic standards used to check SeRM calibrations . 22
14  Definitions of limits of detection . 23
15  Test report . 23
Annex A (normative) Calibration range and required detection limits .24
Annex B (normative) Corrections for tungsten carbide grinding media .28
Annex C (informative) Examples of fluxes/flux ratios .30
Annex D (normative) Examples of CRM to be used to check synthetic calibrations .32
Annex E (normative) Examples of SeRM .38
Annex F (normative) Equation for theoretical calculations .43
Annex G (normative) Certified reference materials (CRMs) .44
Annex H (normative) Method of inter-element correction used to compensate for the effects of
co-existing components when using SeRM for calibration .47
Annex I (normative) Standard deviations achieved with certified reference materials .68
Bibliography .75

iv © ISO 2011 – All rights reserved

Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 12677 was prepared by Technical Committee ISO/TC 33, Refractories.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 12677:2003), which has been technically
revised. Although the method in this International Standard has been considerably modified editorially and in
layout, the technical changes are limited. Some minor corrections have been made to certain equations. The
only significant changes are a reference to a further International Standard method (being prepared) for the
preparation of reduced materials for analysis by this standard, and instructions on how to add other
constituents to calibrations at the end of 10.2.1, Purity and preparation of reagents.

INTERNATIONAL STANDARD ISO 12677:2011(E)

Chemical analysis of refractory products by X-ray fluorescence
(XRF) — Fused cast-bead method
1 Scope
This International Standard specifies a method for the chemical analysis of refractory and technical ceramic
raw materials, intermediates and products, by means of the X-ray fluorescence (XRF) fused cast-bead
method. Typical materials that can be analysed by this standard are given in Clause 3. This International
Standard is not applicable to non-oxide materials, such as silicon carbides or nitrides, etc. The method is
applicable to a wide range of materials containing a wide range of elements.
NOTE 1 The presence of significant amounts of certain elements, such as tin, copper, zinc and chromium, can present
difficulties in the fusion process. In this case, the Bibliography can be referred to.
NOTE 2 Constituents at concentrations greater than 99 % (on a dried basis) are reported by difference, provided that
all likely minor constituents and any loss on ignition have been determined. These figures can also be checked by direct
determination.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO Guide 35:2006, Reference materials — General and statistical principles for certification
ISO 565, Test sieves — Metal wire cloth, perforated metal plate and electroformed sheet — Nominal sizes of
openings
ISO 26845, Chemical analysis of refractories — General requirements for wet chemical analysis, atomic
absorption spectrometry (AAS) and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES)
methods
3 Types of material
Listed below are various types of ceramic material that have been successfully analysed by this method and
for which statistical data is available (see Annex I). The list is not exhaustive but serves as a guide to those
using this International Standard for the first time.
a) High alumina  45 % Al O
2 3
b) Alumino-silicate 7 % to 45 % Al O
2 3
c) Silica  93 % SiO
d) Zircon
e) Zirconia and zirconates
f) Magnesia
g) Magnesia/alumina spinel (70/30)
h) Dolomite
i) Limestone
j) Magnesia/chromic oxide
k) Chrome ore
l) Chrome-alumina
m) Alumina/magnesia spinel (70/30)
n) Zirconia-alumina-silica cast material (AZS)
o) Calcium silicates
p) Calcium aluminates
q) Magnesium silicates
A list of elemental ranges and required detection limits are given in Annex A.
NOTE 1 Some of the above material types can be accommodated for common calibrations (see 10.3.4).
NOTE 2 Reduced materials, such as silicon carbide, cannot be determined directly by this International Standard and
so are not listed above. Such materials require special methods both for loss on ignition and fusion into a bead prior to
XRF analysis. Suitable procedures are described in ISO 21068-1, ISO 21068-2 and ISO 21068-3 and further methods are
under development by the refractory standards system. Once reduced materials are suitably ignited and subsequently
prepared as fused beads, this standard can be applied to the rest of the procedure.
WARNING — Failure to pretreat reduced materials, such as silicon carbide, properly not only leads to
erroneous results but will also cause damage to valuable platinum alloy crucibles and dishes.
4 Principle
The powdered sample is fused with a suitable flux to destroy its mineralog
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12677
Deuxième édition
2011-10-01
Analyse chimique des matériaux
réfractaires par fluorescence de
rayons X — Méthode de la perle fondue
Chemical analysis of refractory products by X-ray fluorescence
(XRF) — Fused cast-bead method

Numéro de référence
©
ISO 2011
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2011 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos . v
1  Domaine d'application . 1
2  Références normatives . 1
3  Types de matériaux . 1
4  Principe . 2
5  Appareillage . 3
6  Broyage de l'échantillon . 3
7  Perte au feu (et/ou au séchage) . 4
8  Fondant. 4
8.1  Choix du fondant et rapport fondant/échantillon . 4
8.2  Compensation de la teneur en humidité du fondant . 5
9  Modes opératoires de coulée par fusion . 6
9.1  Fusion des échantillons et coulée des perles . 6
9.2  Préparation automatisée des perles . 8
9.3  Conservation . 8
9.4  Problèmes particuliers . 9
10  Étalonnage . 9
10.1  Échantillons étalons . 9
10.2  Réactifs et matériaux de référence de série (SeRM) . 9
10.3  Étalonnage utilisant des réactifs . 11
10.4  Étalonnage utilisant les matériaux de référence de série (SeRM) . 17
11  Corrections . 18
11.1  Correction d'interférence spectrale . 18
11.2  Correction du bruit de fond . 19
11.3  Correction de dérive . 19
11.4  Calcul des résultats . 20
11.5  Spécifications du logiciel . 20
12  Reproductibilité et répétabilité . 21
12.1  Essais de fusion . 21
12.2  Fréquence des essais sur l'appareil . 22
12.3  Différences maximales de tolérance des porte-échantillons . 22
12.4  Positions de mesure de l'échantillon . 22
12.5  Répétabilité de l'appareil . 23
12.6  Systèmes séquentiels . 23
12.7  Temps mort . 23
12.8  Autres essais . 24
12.9  Flux gazeux . 24
13  Exactitude déterminée par des matériaux de référence certifiés . 24
13.1  Validation des étalonnages synthétiques . 24
13.2  Validation des étalonnages utilisant des matériaux de référence de série (SeRM) . 24
13.3  Perles neuves de matériaux de référence certifiés ou étalons synthétiques utilisés pour
vérifier les étalonnages de matériaux de référence de série . 24
14  Définition des limites de détection . 25
15  Rapport d'essai . 25
Annexe A (normative) Gammes d'étalonnage et limites de détection requises .27
Annexe B (normative) Corrections pour les agents de broyage en carbure de tungstène pur .32
Annexe C (informative) Exemples de fondants/rapports de fondants .34
Annexe D (normative) Exemples des matériaux de référence certifiés (MRC) utilisés pour la
vérification des étalonnages synthétiques .36
Annexe E (normative)  Exemples de matériaux de référence de série (SeRM) .42
Annexe F (normative) Équation pour les calculs théoriques .47
Annexe G (normative) Matériaux de référence certifiés (MRC) .48
Annexe H (normative) Méthode de correction interélémentaire utilisée pour compenser les effets
des composants coexistants lors de l'utilisation de matériaux de référence de série
(SeRM) pour l'étalonnage .51
Annexe I (normative) Écarts-types obtenus pour des matériaux de référence certifiés (MRC) .73
Bibliographie .80

iv © ISO 2011 – Tous droits réservés

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 12677 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 33, Matériaux réfractaires.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 12677:2003) qui a fait l'objet d'une
révision technique. Bien que la méthode donnée dans la présente Norme internationale ait été
considérablement modifiée rédactionnellement et dans la mise en page, les changements techniques sont
limités. Certaines équations ont fait l'objet de quelques corrections mineures. Les seules modifications
majeures sont une référence à une méthode d'étalonnage (en cours de préparation) pour la préparation de
matériaux réduits analysés par la présente Norme internationale, et l'adjonction d'instructions sur la façon
d'ajouter d'autres constituants pour les étalonnages à la fin du chapitre 10.2.1, Pureté et préparation des
réactifs.
NORME INTERNATIONALE ISO 12677:2011(F)

Analyse chimique des matériaux réfractaires par fluorescence
de rayons X — Méthode de la perle fondue
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour l'analyse chimique des matières premières pour
les céramiques techniques et réfractaires, les intermédiaires et les produits, au moyen de la fluorescence de
rayons X et de la méthode de la perle fondue. Elle est applicable aux matériaux indiqués dans l'Article 3. La
présente Norme internationale n'est pas applicable aux matériaux non oxydes comme le carbure ou le nitrure
de silicium, etc. La méthode est applicable à une large variété de matériaux contenant une large variété
d'éléments.
NOTE 1 Le présence d'un taux significatif de certains éléments comme l'étain, le cuivre, le zinc et le chrome peut
engendrer des difficultés dans le processus de fusion. Dans ce cas, il faut se référer à la Bibliographie.
NOTE 2 Pour des concentrations supérieures à 99 % (sur échantillon séché), les résultats sont obtenus par différence
dans la mesure où tous les constituants mineurs probables et la perte au feu ont été déterminés. Ces chiffres peuvent
également être contrôlés par détermination directe.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
Guide ISO 35:2006, Matériaux de référence — Principes généraux et statistiques pour la certification
ISO 565, Tamis de contrôle — Tissus métalliques, tôles métalliques perforées et feuilles électroformées —
dimensions nominales des ouvertures
ISO 26845, Analyse chimique des matériaux réfractaires — Exigences générales pour les méthodes
d'analyse chimique par voie humide, par spectrométrie d'absorption atomique (AAS) et par spectrométrie
d'émission atomique avec plasma induit par haute fréquence (ICP-AES)
3 Types de matériaux
La liste ci-dessous présente les différents types de matériaux céramiques analysés avec succès par cette
méthode et pour lesquels les données statistiques sont disponibles (voir l'Annexe I). Cette liste n'est pas
exhaustive, mais sert de guide à ceux qui utilisent la présente Norme internationale pour la première fois.
a) Haute teneur en alumine  45 % Al O
2 3
b) Silice-alumine 7 % à 45 % Al O
2 3
c) Silice  93 % SiO
d) Zircon
e) Zircone et zirconates
f) Magnésie
g) Spinelle de magnésie/alumine ( 70/30)
h) Dolomie
i) Calcaire
j) Magnésie/oxyde de chrome
k) Minerai de chrome
l) Chrome-alumine
m) Spinelle d'alumine/magnésie ( 70/30)
n) Matériau électrofondu de zircone-alumine (AZS)
o) Silicates de calcium
p) Aluminates de calcium
q) Silicates de magnésium
L'Annexe A donne les plages de concentrations et les limites de détection requises.
NOTE 1 Certains types de matériaux cités ci-dessus ne sont pas à observer strictement pour les besoins d'un
étalonnage courant (voir 10.3.4).
NOTE 2 Les matériaux réduits comme le carbure de silicium ne peuvent pas être déterminés dir
...