ICP-OES测定镍合金中锰含量测量不确定度评定

姜 辰，霍 艳，李延珍，史丹丹

（航鑫材料科技有限公司，山东 烟台 265713）

1 检测方法概述

称取0.1g（精确至0.0001g）镍合金试样，完全溶解后定容于100mL容量瓶中。将系列标准溶液和样品溶液引进ICP-OES，测量发射光谱强度，根据标准溶液和样品溶液的相对强度，由计算机计算、校准，输出所测溶液中锰的浓度。

2 数学模型

上述公式中：

ω——镍合金样品中锰的质量分数，%；

ϱ——样品溶液中锰的浓度，mg/L；

V——溶液的定容体积，mL；

m——称量的镍合金样品质量，g。

3 不确定度分量的评定

3.1 重复实验

进行6次独立重复试验，检测结果分别为0.787、0.779、0.803、0.800、0.784、0.779%，平均值为0.789%，平均值的标准偏差为0.0045%。独立重复实验的标准不确定度为：

独立重复实验相对标准不确定度为：

3.2 试样称量

称取的试样质量为100mg，根据JJG 1036-2008电子天平检定规程，天平（Ⅰ级）最大允许误差为±0.5mg，实际称量时进行两次读数，以均匀分布计算，即。试样称量引入的标准不确定度为：

相对标准不确定度为：

3.3 标准系列溶液配制

3.3.1 标准储备液质量浓度

使用1000mg/L的锰元素有证标准溶液进行稀释，标准溶液证书标注的不确定度为10mg/L，k=2。标准不确定度为：

相对标准不确定度为：

3.3.2 标准溶液第一次稀释

将1000mg/L的锰元素有证标准溶液稀释为100mg/L锰标准中间液。使用的量具为检定有效期内的10mL单标线吸量管（A级）和100mL容量瓶（A级）。V1=10mL的单标线吸量管（A级）体积最大允许误差为0.020mL，根据三角分布，标准偏差为：

已知溶液的膨胀系数为2.1×10-4℃-1，因此V1受温度影响的偏差为：

合成以上两项得到试液量取体积V1引入的标准不确定度为：

V2=100mL容量瓶（A级）体积最大允许误差为0.10mL，按V1方法计算，得到试液定容体积V2引入的标准不确定度为：

标准溶液第一次稀释引入的相对标准不确定度为：3.3.3 标准溶液二次稀释

将100mg/L锰标准中间液配制成0mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，2.5mg/L，5.0mg/L，10.0mg/L的系列标准溶液。用1mL刻度吸量管（A级）移取0.5mL标准中间液，5mL刻度吸量管（A级）移取2.5mL标准中间液，均使用100mL容量瓶（A级）定容。同3.3.2，系列标准溶液中各标液引入的相对标准不确定度分别为：

使用均方根方法计算，标准溶液二次稀释过程中引入的相对标准不确定度为：

3.3.4 标准系列溶液配制过程中引入的相对标准不确定度

3.4 曲线拟合

系列标准溶液中锰元素强度值：标液空白发射光谱强度为695.3，703.0，667.3；标液0.50mg/L发射光谱强度为47565.9，47298.0，47677.7；标 液1.0mg/L发 射 光 谱 强 度 为88145.1，88928.9，90393.4；标液2.5mg/L发射光谱强度为201404.5，193587.5，209709.0；标液5.0mg/L发射光谱强度为395151.7，365779.6，364165.4；标液10.0mg/L发射光谱强度为754128.3，727156.6，781584.3。拟合的校准曲线方程为I=74450ϱ+8251.2，r=0.9997。

由曲线拟合引入的标准不确定度为：

上述公式中：

s——校准曲线的标准偏差；

b——校准曲线斜率，b=74450；

P——样品溶液平行测定次数，P=3；

n——系列标准溶液测量总次数，n=18；

ϱ——样品溶液中锰的平均浓度，ϱ=7.76mg/L；

ϱi——系列标准溶液中锰的浓度，mg/L；

Ii——系列标准溶液中锰元素光谱强度，cps；

a——校准曲线截距，a=8251.2。

校准曲线拟合引入的不确定度为：

相对标准不确定度为：

根据以上计算，样品溶液定容体积V引入的相对标准不确定度为7.3×10-4，可忽略。

实验室温度控制范围为20±5℃，湿度范围≤80%，符合设备的要求，因此温湿度变化引入的设备不确定度可忽略。

数据修约引入的不确定度较小，可忽略。

4 扩展不确定度

合成相对标准不确定度为：

合成标准不确定度为：

95%置信度下，包含因子k=2，镍合金中锰元素含量的扩展不确定为：

5 结论

镍合金中锰元素含量为：