電感耦合等離子體發射光譜法測定低合金鋼中鉬含量不確定度評定

蔡昱

電感耦合等離子體發射光譜法測定低合金鋼中鉬含量不確定度評定

蔡昱

（深圳市太科檢測有限公司，廣東 深圳 518000）

對電感耦合等離子體發射光譜法測定低合金鋼中含鉬量不確定度進行了評定，并建立起此測定方法相應的數學模型，推導出計算公式，尋找檢測中不確定度的來源，計算公式中變量的不確定度，從而確定檢測結果中合成標準與擴展中不確定度數值。

電感耦合等離子體發射光譜法；低合金鋼；含鉬量；不確定度評定

1 分析方法和測量參數概述

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，允許誤差±0.2 mL；10 mL的移液管，A級，允許誤差±0.025 mL；鉬儲備溶液（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射光譜儀上進行測量，得出鉬（202.03 nm）的光譜強度。并且稱取高純鐵相同分量共5份，加入酸進行溶解后，將其轉移到另外5個容量瓶（100 mL）中，用刻度移液管移取不同量鉬標準溶液到容量瓶中，用水稀釋至刻度。同條件下對校準溶液的光強度進行測量，并繪制工作曲線。樣品每次測量2次。

鉬校準曲線的繪制：取儲備溶液（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鉬標準溶液（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。同條件下對鉬標準溶液測量其光譜強度，并繪制相應的曲線。

用工作曲線計算樣品溶液中鉬的濃度，并計算低合金鋼中鉬含量（以質量分數計，數值以%表示）。7次重復測量的結果如表1所示。

表1 7次重復測量的結果

測量次數第一次第二次第三次第四次第五次第六次第七次平均數值 測量結果/（%）0.2600.2690.2660.2670.2610.2620.2600.264

2 被測量值ωMo與輸入量的函數關系

式（1）中：Mo為鉬在樣品溶液中濃度；為樣品溶液體積；為樣品質量。

3 識別與評定不確定度分量

通過式（1）可知，鉬量不確定度主要包括測量重復性，樣品溶液的濃度、稱量與體積等因素，標準溶液的不確定度包含工作曲線變動導致的不確定度、移取溶液體積導致的不確定度以及標準溶液存在的不確定度。

3.1 樣品中的鉬量

以測量數據擬合而成的工作曲線方程為依據，可知光譜強度=31.63×Mo+0.346 3，=31.63，=0.346 3，相關系數=0.999 8。工作曲線如圖1所示。

測得樣品溶液的光譜強度為167.35，通過工作曲線計算，鉬濃度Mo=5.28 μg/mL，由此可得出樣品鉬的質量分數為0.264%。

圖1 工作曲線圖

3.2 測量重復性

對樣品進行7次分析，沒有重復性數據，可以使用以往測試參數對重復性不確定度分量進行評定，以GB/T 20125—2006進行分析。

鉬平均值可依據測量數據計算，計算得0.264%，標準差為0.003 69%。

標準不確定度為：

相對標準不確定度：

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導致不確定度、溶液體積移取不確定度和自身存在的不確定度所構成。

3.3.1 工作曲線變動性的不確定度

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

變動工作曲線導致的溶液測量的濃度標準與其不確定度公式為：

式（2）中：R為工作曲線標準差；為樣品溶液測量次數，為2×7=14；為工作曲線的測量次數，代入公式求出結果：

3.3.2 標準溶液的不確定度

鉬的標準溶液濃度為（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 移取標準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）分別移取標準溶液0 mL、1.0 mL、3.0 mL、5.0 mL、10.0 mL，依據GB/T 12806，其體積的誤差為0，±0.01，±0.01，±0.01，±0.025，以三角形為分布標準，相應的不確定度分別是0，0.004 1，0.004 1，0.004 1，0.010，其相對標準不確定度為0，0.004 1，0.001 4，0.000 82，0.001。通過均方根計算可得標準溶液體積誤差所導致的不確定度：

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，稀釋重復性標準差為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，標準不確定度是0.115 mg，需要進行2次稱量，其方根與根計算（）1=0.163 mg，稱量重復標準差為0.2 mg，按分布均勻，（）2=0.115 mg。

稱量的標準不確定度：

相對標準不確定度：

rel（）=0.200/200=0.001 mg

4 低合金鋼中鉬含量不確定度評定

4.1 合成不確定度

各分量以方和根進行合成不確定度的計算，公式如下：

c（Mo）=0.264%×0.009 57=0.002 5%

4.2 擴展不確定度的評定

取包含因子=2，=0.002 5%×2≈0.005%。

4.3 分析報告不確定度

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

［1］鋼鐵研究總院，包頭鋼鐵（集團）公司技術中心，濟南鋼鐵集團總公司質檢中心，等.GB/T 20125—2006 低合金鋼多元素的測定電感耦合等離子體發射光譜法［S］.北京：中國標準出版社，2006.

TG142.7

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.15.018

2095－6835（2019）15－0051－02

〔編輯：嚴麗琴〕