高频感应燃烧红外吸收法测定中铜合金中硫含量的不确定度评定

2019-04-27陈彩霞孙海峰

山东化工 2019年7期

陈彩霞，孙海峰

(1.国合通用测试评价认证股份公司，北京 100088；2.国标(北京)检验认证有限公司，北京 100088)

硫在铜中以化合物的形式存在，生成脆性化合物Cu2S，致使纯铜在冷加工时产生冷脆，因此硫在铜中属于有害元素，所以要控制硫在铜中的含量。红外吸收法测定铜合金中的硫含量是较为普遍的分析方法。能否根据现有的条件给出一个测定结果准确度，将对科研和生产有着重大的指导作用。测量不确定度就是对测量结果的“可疑程度”的定量表征[1]。本文根据实际情况及JJF1059-1999《测量不确定度的评定与表示》[2]的有关规定，尤其是在文献[3-9]的基础上，建立了红外吸收法测定铜合金中硫含量的不确定度评估方法，不仅为铜合金中硫含量测定结果的准确度评定提供了依据，而且通过对不确定度来源的分析，可以找到影响测定不确定度的主要原因，尽力避免并加以改正，使测量结果更加准确可靠。

1 实验部分

1.1 仪器与材料

高频红外碳硫分析仪：CS-844 型，美国LECO 公司；电子天平Sartorius 德国 BSA124S赛多利斯集团；钨助熔剂(C<0.0008%，S<0.0005%)：河北故城新星金属助溶剂材料有限公司；碳硫专用陶瓷坩埚(25 mm×25 mm)，醴陵市茶山万财坩埚瓷业有限公司，使用前于马弗炉内1200 ℃灼烧8～12 h，冷却至室温，放入干燥器中备用；TS-9 S：(0.0053)；沈阳信标科技有限公司。

1.2 实验方法

称取0.4～1.1 g样品于坩埚中，添加助熔剂，放入仪器进行高频燃烧，仪器通过红外线吸收状况自动得出分析结果。

1.3 数学模型

2 不确定度的来源

(1)重复测量引入的不确定度u(r)；

(2)称量引起的不确定度值u(m)

(3)标准物质引入的不确定度u(f)；

(4)红外碳硫分析仪示值引入的不确定度u(y)；

(5)空白值引入的不确定度%u(a)。

3 测量不确定度的评定

3.1 重复测量引入的不确定度u(r)

铜中硫含量一般进行10次重复测定，其硫检测结果为：0.0052%、0.0051%、0.0052%、0.0050%、0.0052%、0.0051%、0.0049%、0.0052%、0.0050%、0.0049%，平均值为0.0051%，标准偏差为0.00013%。计算由重复性测量引入的硫的不确定度为：

3.2 标准物质引入的不确定度u(f)

标准物质的不确定度主要来源于两个方面：

1)由不均匀性和变动性引起的不确定度。假设标准物质是均匀的、稳定的，即由此引起的不确定度可以忽略；2)由标样定值引起的不确定度。标样定值由5个实验室共同完成，证书给出标准物质的S含量为0.0053%。S的标准不确定度为0.0004%，因此，S的相对标准不确定度为urel(f)=0.0004%/0.0053%=7.6×10-2。