ICP-OES測定鎳合金中錳含量測量不確定度評定

姜 辰，霍 艷，李延珍，史丹丹

（航鑫材料科技有限公司，山東 煙臺 265713）

1 檢測方法概述

稱取0.1g（精確至0.0001g）鎳合金試樣，完全溶解后定容于100mL容量瓶中。將系列標準溶液和樣品溶液引進ICP-OES，測量發射光譜強度，根據標準溶液和樣品溶液的相對強度，由計算機計算、校準，輸出所測溶液中錳的濃度。

2 數學模型

上述公式中：

ω——鎳合金樣品中錳的質量分數，%；

?——樣品溶液中錳的濃度，mg/L；

V——溶液的定容體積，mL；

m——稱量的鎳合金樣品質量，g。

3 不確定度分量的評定

3.1 重復實驗

進行6次獨立重復試驗，檢測結果分別為0.787、0.779、0.803、0.800、0.784、0.779%，平均值為0.789%，平均值的標準偏差為0.0045%。獨立重復實驗的標準不確定度為：

獨立重復實驗相對標準不確定度為：

3.2 試樣稱量

稱取的試樣質量為100mg，根據JJG 1036-2008電子天平檢定規程，天平（Ⅰ級）最大允許誤差為±0.5mg，實際稱量時進行兩次讀數，以均勻分布計算，即。試樣稱量引入的標準不確定度為：

相對標準不確定度為：

3.3 標準系列溶液配制

3.3.1 標準儲備液質量濃度

使用1000mg/L的錳元素有證標準溶液進行稀釋，標準溶液證書標注的不確定度為10mg/L，k=2。標準不確定度為：

相對標準不確定度為：

3.3.2 標準溶液第一次稀釋

將1000mg/L的錳元素有證標準溶液稀釋為100mg/L錳標準中間液。使用的量具為檢定有效期內的10mL單標線吸量管（A級）和100mL容量瓶（A級）。V1=10mL的單標線吸量管（A級）體積最大允許誤差為0.020mL，根據三角分布，標準偏差為：

已知溶液的膨脹系數為2.1×10-4℃-1，因此V1受溫度影響的偏差為：

合成以上兩項得到試液量取體積V1引入的標準不確定度為：

V2=100mL容量瓶（A級）體積最大允許誤差為0.10mL，按V1方法計算，得到試液定容體積V2引入的標準不確定度為：

標準溶液第一次稀釋引入的相對標準不確定度為：3.3.3 標準溶液二次稀釋

將100mg/L錳標準中間液配制成0mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，2.5mg/L，5.0mg/L，10.0mg/L的系列標準溶液。用1mL刻度吸量管（A級）移取0.5mL標準中間液，5mL刻度吸量管（A級）移取2.5mL標準中間液，均使用100mL容量瓶（A級）定容。同3.3.2，系列標準溶液中各標液引入的相對標準不確定度分別為：

使用均方根方法計算，標準溶液二次稀釋過程中引入的相對標準不確定度為：

3.3.4 標準系列溶液配制過程中引入的相對標準不確定度

3.4 曲線擬合

系列標準溶液中錳元素強度值：標液空白發射光譜強度為695.3，703.0，667.3；標液0.50mg/L發射光譜強度為47565.9，47298.0，47677.7；標 液1.0mg/L發 射 光 譜 強 度 為88145.1，88928.9，90393.4；標液2.5mg/L發射光譜強度為201404.5，193587.5，209709.0；標液5.0mg/L發射光譜強度為395151.7，365779.6，364165.4；標液10.0mg/L發射光譜強度為754128.3，727156.6，781584.3。擬合的校準曲線方程為I=74450?+8251.2，r=0.9997。

由曲線擬合引入的標準不確定度為：

上述公式中：

s——校準曲線的標準偏差；

b——校準曲線斜率，b=74450；

P——樣品溶液平行測定次數，P=3；

n——系列標準溶液測量總次數，n=18；

?——樣品溶液中錳的平均濃度，?=7.76mg/L；

?i——系列標準溶液中錳的濃度，mg/L；

Ii——系列標準溶液中錳元素光譜強度，cps；

a——校準曲線截距，a=8251.2。

校準曲線擬合引入的不確定度為：

相對標準不確定度為：

根據以上計算，樣品溶液定容體積V引入的相對標準不確定度為7.3×10-4，可忽略。

實驗室溫度控制范圍為20±5℃，濕度范圍≤80%，符合設備的要求，因此溫濕度變化引入的設備不確定度可忽略。

數據修約引入的不確定度較小，可忽略。

4 擴展不確定度

合成相對標準不確定度為：

合成標準不確定度為：

95%置信度下，包含因子k=2，鎳合金中錳元素含量的擴展不確定為：

5 結論

鎳合金中錳元素含量為：