ICP内标法测定高碳铬铁中硅含量的不确定度评定

2022-01-07王李鑫潘金伟

现代冶金 2021年3期

王李鑫, 陈博, 潘金伟

(中天钢铁集团有限公司，江苏常州 213000)

引言

ICP测定高碳铬铁中硅含量[1]是较为便捷准确的方法，但由于试样溶液中盐含量过高易引起雾化室堵塞导致结果偏低。用内标法[2]检测很好的解决了这一问题，用内标溶液强度校准试样溶液强度。试验后，根据中国合格评定国家认可委员会等编制的“化学分析中不确定度的评估指南”，对ICP内标法测定高碳铬铁中硅含量的测量结果进行不确定度来源分析，对各不确定度分量进行量化及评定，确定了测量结果的不确定度。

1 试验部分

称取0.2000 g试样于铁镍坩埚中，加4 g过氧化钠混匀，在680 ℃的马弗炉中熔融8 min，取出用1+2的硝酸和热水浸取至清亮。溶液冷却后转移至250 mL容量瓶中，在容量瓶中准确移入1 mL钇标准溶液(1000 ug/mL)，定容。在ICP上用标准物质绘制浓度-强度的工作曲线，设置内标参数，在推荐波长251.6 nm处检测试样强度。通过下列公式计算得出试样中硅的含量，经试验得出该样品硅含量为3.95%。主要仪器：赛默飞世尔ICAP6300

式中A为试样检测含量(%)；m为试样称样量(g)。

2 不确定度评定

由图1可分析得出此方法的测量不确定度来源主要由重复性、称样量、定容体积、标准物质不确定度、钇标液不确定度构成。

图1 不确定度构成

2.1 试样溶液中钇标准溶液的标准不确定度u1

试样中钇标准溶液的浓度的不确定度由以下几方面原因决定：标准溶液配制和ICP仪器的稳定性，重复性测定误差，其中重复性测定误差属于A类不确定度。

2.1.1 标准溶液配制引起的不确定度分量

移取1 mL钇标准溶液(GSB G 62032-90)于试样容量瓶中，用超纯水定容。根据标准物质证书查得其扩展不确定度为0.004。

2.1.2 移液管引起的标准不确定度u1(v1)

2.1.3 移液管重复性引起的标准不确定度

重复移液10次，计算得出相对标准偏差为0.0015 mL；由于数值很低，计算时忽略不计。

2.1.4 容量瓶引起的标准不确定度u1(v2)

2.2 仪器稳定性引起的不确定度分量u2

2.3 试样熔融过程引起的标准不确定度u3

实验室检验人员均经过技能培训且持证上岗，符合实验室相关要求，所以由人员融样因素带来的不确定度已经包含在各个检测过程的重复性之中。

2.4 标准物质引起的标准不确定度u4

高碳铬铁标准物质(YSBC28622-2010)二氧化硅含量为3.95%，根据其证书查得其标准不确定度为0.0003。

2.5 天平称量带来的标准不确定度u(m)

天平称量重复性带来的不确定度u(m)2：对样品进行6次称重，结果依次为0.2000 g、0.2000 g、0.2001 g、0.1999 g、0.2000 g、0.2000 g，平均值为0.2000 g,计算得出标准偏差s(m2)2=0 g则u(m)2=0 g。

3 计算合成不确定度

u(rel)=

0.0077

由检测结果w(Si)=3.95%,由公式得出u(rel)=0.0077。则测定结果合成不确定度为uSi(rel)=3.95×0.0077=0.030%。由于不确定度分量较多，且各分量互不相关，在置信概率为取置信水平P=95%,包含因子k=2。扩展不确定度Uω(Si)%=2×0.030=0.060%。测量结果报告w(Si)%=3.95%±0.060%。