ICP內(nèi)標(biāo)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(tuán)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(zhǔn)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(dǎo)致結(jié)果偏低。用內(nèi)標(biāo)法[2]檢測很好的解決了這一問題，用內(nèi)標(biāo)溶液強(qiáng)度校準(zhǔn)試樣溶液強(qiáng)度。試驗(yàn)后，根據(jù)中國合格評定國家認(rèn)可委員會等編制的“化學(xué)分析中不確定度的評估指南”，對ICP內(nèi)標(biāo)法測定高碳鉻鐵中硅含量的測量結(jié)果進(jìn)行不確定度來源分析，對各不確定度分量進(jìn)行量化及評定，確定了測量結(jié)果的不確定度。

1 試驗(yàn)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(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，在容量瓶中準(zhǔn)確移入1 mL釔標(biāo)準(zhǔn)溶液(1000 ug/mL)，定容。在ICP上用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制濃度-強(qiáng)度的工作曲線，設(shè)置內(nèi)標(biāo)參數(shù)，在推薦波長251.6 nm處檢測試樣強(qiáng)度。通過下列公式計(jì)算得出試樣中硅的含量，經(jīng)試驗(yàn)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(fù)性、稱樣量、定容體積、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度、釔標(biāo)液不確定度構(gòu)成。

圖1 不確定度構(gòu)成

2.1 試樣溶液中釔標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1

試樣中釔標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度的不確定度由以下幾方面原因決定：標(biāo)準(zhǔn)溶液配制和ICP儀器的穩(wěn)定性，重復(fù)性測定誤差，其中重復(fù)性測定誤差屬于A類不確定度。

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引起的不確定度分量

移取1 mL釔標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB G 62032-90)于試樣容量瓶中，用超純水定容。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書查得其擴(kuò)展不確定度為0.004。

2.1.2 移液管引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(v1)

2.1.3 移液管重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

重復(fù)移液10次，計(jì)算得出相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0015 mL；由于數(shù)值很低，計(jì)算時(shí)忽略不計(jì)。

2.1.4 容量瓶引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(v2)

2.2 儀器穩(wěn)定性引起的不確定度分量u2

2.3 試樣熔融過程引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3

實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)人員均經(jīng)過技能培訓(xùn)且持證上崗，符合實(shí)驗(yàn)室相關(guān)要求，所以由人員融樣因素帶來的不確定度已經(jīng)包含在各個(gè)檢測過程的重復(fù)性之中。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4

高碳鉻鐵標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(YSBC28622-2010)二氧化硅含量為3.95%，根據(jù)其證書查得其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.0003。

2.5 天平稱量帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m)

天平稱量重復(fù)性帶來的不確定度u(m)2：對樣品進(jìn)行6次稱重，結(jié)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(jì)算得出標(biāo)準(zhǔn)偏差s(m2)2=0 g則u(m)2=0 g。

3 計(jì)算合成不確定度

u(rel)=

0.0077

由檢測結(jié)果w(Si)=3.95%,由公式得出u(rel)=0.0077。則測定結(jié)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(guān)，在置信概率為取置信水平P=95%,包含因子k=2。擴(kuò)展不確定度Uω(Si)%=2×0.030=0.060%。測量結(jié)果報(bào)告w(Si)%=3.95%±0.060%。

4 結(jié)束語

運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法對ICP內(nèi)標(biāo)法測定高碳鉻鐵中硅含量中各個(gè)不確定度來源進(jìn)行了分析，并建立模型計(jì)算出各個(gè)分量的不確定度并計(jì)算出合成不確定度。得出ICP內(nèi)標(biāo)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(qū)間為[3.89%,4.01%]。