ICP內標法測定高碳鉻鐵中硅含量的不確定度評定

王李鑫, 陳 博, 潘金偉

(中天鋼鐵集團有限公司， 江蘇 常州 213000)

引 言

ICP測定高碳鉻鐵中硅含量[1]是較為便捷準確的方法，但由于試樣溶液中鹽含量過高易引起霧化室堵塞導致結果偏低。用內標法[2]檢測很好的解決了這一問題，用內標溶液強度校準試樣溶液強度。試驗后，根據中國合格評定國家認可委員會等編制的“化學分析中不確定度的評估指南”，對ICP內標法測定高碳鉻鐵中硅含量的測量結果進行不確定度來源分析，對各不確定度分量進行量化及評定，確定了測量結果的不確定度。

1 試驗部分

稱取0.2000 g試樣于鐵鎳坩堝中，加4 g過氧化鈉混勻，在680 ℃的馬弗爐中熔融8 min，取出用1+2的硝酸和熱水浸取至清亮。溶液冷卻后轉移至250 mL容量瓶中，在容量瓶中準確移入1 mL釔標準溶液(1000 ug/mL)，定容。在ICP上用標準物質繪制濃度-強度的工作曲線，設置內標參數，在推薦波長251.6 nm處檢測試樣強度。通過下列公式計算得出試樣中硅的含量，經試驗得出該樣品硅含量為3.95%。主要儀器：賽默飛世爾ICAP6300

式中A為試樣檢測含量(%)；m為試樣稱樣量(g)。

2 不確定度評定

由圖1可分析得出此方法的測量不確定度來源主要由重復性、稱樣量、定容體積、標準物質不確定度、釔標液不確定度構成。

圖1 不確定度構成

2.1 試樣溶液中釔標準溶液的標準不確定度u1

試樣中釔標準溶液的濃度的不確定度由以下幾方面原因決定：標準溶液配制和ICP儀器的穩定性，重復性測定誤差，其中重復性測定誤差屬于A類不確定度。

2.1.1 標準溶液配制引起的不確定度分量

移取1 mL釔標準溶液(GSB G 62032-90)于試樣容量瓶中，用超純水定容。根據標準物質證書查得其擴展不確定度為0.004。

2.1.2 移液管引起的標準不確定度u1(v1)

2.1.3 移液管重復性引起的標準不確定度

重復移液10次，計算得出相對標準偏差為0.0015 mL；由于數值很低，計算時忽略不計。

2.1.4 容量瓶引起的標準不確定度u1(v2)

2.2 儀器穩定性引起的不確定度分量u2

2.3 試樣熔融過程引起的標準不確定度u3

實驗室檢驗人員均經過技能培訓且持證上崗，符合實驗室相關要求，所以由人員融樣因素帶來的不確定度已經包含在各個檢測過程的重復性之中。

2.4 標準物質引起的標準不確定度u4

高碳鉻鐵標準物質(YSBC28622-2010)二氧化硅含量為3.95%，根據其證書查得其標準不確定度為0.0003。

2.5 天平稱量帶來的標準不確定度u(m)

天平稱量重復性帶來的不確定度u(m)2：對樣品進行6次稱重，結果依次為0.2000 g、0.2000 g、0.2001 g、0.1999 g、0.2000 g、0.2000 g，平均值為0.2000 g,計算得出標準偏差s(m2)2=0 g則u(m)2=0 g。

3 計算合成不確定度

u(rel)=

0.0077

由檢測結果w(Si)=3.95%,由公式得出u(rel)=0.0077。則測定結果合成不確定度為uSi(rel)=3.95×0.0077=0.030%。由于不確定度分量較多，且各分量互不相關，在置信概率為取置信水平P=95%,包含因子k=2。擴展不確定度Uω(Si)%=2×0.030=0.060%。測量結果報告w(Si)%=3.95%±0.060%。

4 結束語

運用數學統計分析方法對ICP內標法測定高碳鉻鐵中硅含量中各個不確定度來源進行了分析，并建立模型計算出各個分量的不確定度并計算出合成不確定度。得出ICP內標法測定高碳鉻鐵中硅含量為w(Si)= 3.95%±0.060%，k=2。w(Si)的置信區間為[3.89%,4.01%]。