蔡昱

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定低合金鋼中鉬含量不確定度評(píng)定

蔡昱

（深圳市太科檢測有限公司，廣東 深圳 518000）

對(duì)電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定低合金鋼中含鉬量不確定度進(jìn)行了評(píng)定，并建立起此測定方法相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出計(jì)算公式，尋找檢測中不確定度的來源，計(jì)算公式中變量的不確定度，從而確定檢測結(jié)果中合成標(biāo)準(zhǔn)與擴(kuò)展中不確定度數(shù)值。

電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；低合金鋼；含鉬量；不確定度評(píng)定

1 分析方法和測量參數(shù)概述

1.1 主要儀器與試劑

主要儀器與試劑如下：電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀；0.000 1 g的天平，檢定誤差0.000 2 g；100 mL的容量瓶，A級(jí)，允許誤差±0.2 mL；10 mL的移液管，A級(jí)，允許誤差±0.025 mL；鉬儲(chǔ)備溶液（1 000±3）ug/mL（=2）。

1.2 分析方法

稱取0.200 0 g低合金鋼試樣置于錐形瓶中，加酸分解后，將其在容量瓶（100 mL）中定容，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上進(jìn)行測量，得出鉬（202.03 nm）的光譜強(qiáng)度。并且稱取高純鐵相同分量共5份，加入酸進(jìn)行溶解后，將其轉(zhuǎn)移到另外5個(gè)容量瓶（100 mL）中，用刻度移液管移取不同量鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液到容量瓶中，用水稀釋至刻度。同條件下對(duì)校準(zhǔn)溶液的光強(qiáng)度進(jìn)行測量，并繪制工作曲線。樣品每次測量2次。

鉬校準(zhǔn)曲線的繪制：取儲(chǔ)備溶液（1 000 ug/mL）10 mL于100 mL容量瓶中用水稀至刻度；用10 mL移液管移取0.00 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.00 mL鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 ug/mL）于容量瓶（100 mL）中，加入相同量的鐵基，用水稀釋至刻度。同條件下對(duì)鉬標(biāo)準(zhǔn)溶液測量其光譜強(qiáng)度，并繪制相應(yīng)的曲線。

用工作曲線計(jì)算樣品溶液中鉬的濃度，并計(jì)算低合金鋼中鉬含量（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，數(shù)值以%表示）。7次重復(fù)測量的結(jié)果如表1所示。

表1 7次重復(fù)測量的結(jié)果

測量次數(shù)第一次第二次第三次第四次第五次第六次第七次平均數(shù)值 測量結(jié)果/（%）0.2600.2690.2660.2670.2610.2620.2600.264

2 被測量值ωMo與輸入量的函數(shù)關(guān)系

式（1）中：Mo為鉬在樣品溶液中濃度；為樣品溶液體積；為樣品質(zhì)量。

3 識(shí)別與評(píng)定不確定度分量

通過式（1）可知，鉬量不確定度主要包括測量重復(fù)性，樣品溶液的濃度、稱量與體積等因素，標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度包含工作曲線變動(dòng)導(dǎo)致的不確定度、移取溶液體積導(dǎo)致的不確定度以及標(biāo)準(zhǔn)溶液存在的不確定度。

3.1 樣品中的鉬量

以測量數(shù)據(jù)擬合而成的工作曲線方程為依據(jù)，可知光譜強(qiáng)度=31.63×Mo+0.346 3，=31.63，=0.346 3，相關(guān)系數(shù)=0.999 8。工作曲線如圖1所示。

測得樣品溶液的光譜強(qiáng)度為167.35，通過工作曲線計(jì)算，鉬濃度Mo=5.28 μg/mL，由此可得出樣品鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.264%。

圖1 工作曲線圖

3.2 測量重復(fù)性

對(duì)樣品進(jìn)行7次分析，沒有重復(fù)性數(shù)據(jù)，可以使用以往測試參數(shù)對(duì)重復(fù)性不確定度分量進(jìn)行評(píng)定，以GB/T 20125—2006進(jìn)行分析。

鉬平均值可依據(jù)測量數(shù)據(jù)計(jì)算，計(jì)算得0.264%，標(biāo)準(zhǔn)差為0.003 69%。

標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

3.3 樣品溶液濃度的不確定度

樣品溶液中Mo不確定度由工作曲線變動(dòng)導(dǎo)致不確定度、溶液體積移取不確定度和自身存在的不確定度所構(gòu)成。

3.3.1 工作曲線變動(dòng)性的不確定度

工作曲線各點(diǎn)濃度分別是10.0 μg/mL、5.0 μg/mL、3.0 μg/mL、1.0 μg/mL與0 μg/mL。

變動(dòng)工作曲線導(dǎo)致的溶液測量的濃度標(biāo)準(zhǔn)與其不確定度公式為：

式（2）中：R為工作曲線標(biāo)準(zhǔn)差；為樣品溶液測量次數(shù)，為2×7=14；為工作曲線的測量次數(shù)，代入公式求出結(jié)果：

3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度

鉬的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為（100.0±0.2）μg/mL，（=2），所以（Mo）2=0.1 μg/mL，rel（Mo）2=0.1/100=0.001 0。

3.3.3 移取標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的不確定度

在工作曲線的制作中，選取一根滴定管（10 mL）分別移取標(biāo)準(zhǔn)溶液0 mL、1.0 mL、3.0 mL、5.0 mL、10.0 mL，依據(jù)GB/T 12806，其體積的誤差為0，±0.01，±0.01，±0.01，±0.025，以三角形為分布標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的不確定度分別是0，0.004 1，0.004 1，0.004 1，0.010，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0，0.004 1，0.001 4，0.000 82，0.001。通過均方根計(jì)算可得標(biāo)準(zhǔn)溶液體積誤差所導(dǎo)致的不確定度：

3.3.4 樣品溶液濃度的合成不確定度

3.4 體積V的不確定度

樣品定容于容量瓶（100 mL）中，容量瓶誤差為±0.10 mL，按三角形分布，（）1=0.041 mL，稀釋重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差為0.05 mL，按均勻分布，（）2=0.029 mL。

體積不確定度為：

rel（0）=0.050/100=5.0×10－4

3.5 樣品稱量m的不確定度

樣品稱取0.200 0 g，天平存在0.2 mg誤差，按照均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度是0.115 mg，需要進(jìn)行2次稱量，其方根與根計(jì)算（）1=0.163 mg，稱量重復(fù)標(biāo)準(zhǔn)差為0.2 mg，按分布均勻，（）2=0.115 mg。

稱量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

rel（）=0.200/200=0.001 mg

4 低合金鋼中鉬含量不確定度評(píng)定

4.1 合成不確定度

各分量以方和根進(jìn)行合成不確定度的計(jì)算，公式如下：

c（Mo）=0.264%×0.009 57=0.002 5%

4.2 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子=2，=0.002 5%×2≈0.005%。

4.3 分析報(bào)告不確定度

用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測量得鋼中鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：Mo=（0.264+0.005）%，=2。

［1］鋼鐵研究總院，包頭鋼鐵（集團(tuán)）公司技術(shù)中心，濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司質(zhì)檢中心，等.GB/T 20125—2006 低合金鋼多元素的測定電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

TG142.7

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.15.018

2095－6835（2019）15－0051－02

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕