ICP-OES测定5052铝合金中镁的测量不确定度评定

兰标景，陆科呈，刘俊生

（广西南南铝加工有限公司，广西 南宁 530031）

1 实验部分

（1）主要仪器与试剂。iCAP6300型电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP光谱仪），赛默飞世尔科技有限公司。

电子分析天平，BSA124S-W型，赛多利斯科学仪器有限公司。铝合金光谱标样，系列编号：5961、5962、5963、5964、5965，东北轻合金有限责任公司。

（2）ICP光谱仪工作参数。RF功率1150 W，雾化器气体流量0.6 L/min，辅助气流量0.5 L/min，分析转速50 r/min。

（3）标准曲线系列。为减少基体干扰，确保结果的准确性，系列标准溶液中的基体、合金系列与待测试样要求一致。系列标准溶液是取高纯铝、5961～5965铝合金光谱系列标样的铝屑，然后用和试验样品一样的溶样方法、一样的定容体积配制而成。

（4）实验方法。在制样过程按照《铝及铝合金化学分析方法第 25部分电感耦合等离子体原子发射光谱法》，样品和标准系列均使用碱溶酸化法溶样[1]。样品溶样过程具体如下：准确称取5052铝合金铝屑样品0.2009 g于聚四氟乙烯烧杯中，加6 mL NaOH（400 g/L），待剧烈反应停止后，低温加热至溶解完全，加25 mL盐酸（1+1）和25 mL 硝酸（1+1）酸化，冷却后，用容量瓶定容至500 mL。在ICP光谱仪选定的工作条件下，使用系列标准溶液进行校准，得到工作曲线；接着进行待测溶液的测定，利用工作曲线测定待测样品中镁的含量。

2 数学模型

按下式计算检测结果：

其中：Y—样品中镁的质量百分比， %； f—样品溶液的稀释系数，本方法中f=1，无量纲；V—待测溶液的定容体积，mL；C0—样品溶液中镁的质量浓度值， mg/L； M—样品质量，g；Δ—各种因素造成的重复性影响的修正值；X—数值修约[2]。

3 不确定度来源分析

由实验方法的数学模型及其它有关信息分析，可判断影响测定过程不确定度来源主要有以下几方面：样品的称量过程、定容过程、工作曲线拟和、数值修约等。

根据测量不确定度传播律公式，合成标准不确定度可表示为：

本实验不进行稀释过程，故稀释系数f=1，其f引入的不确定度

4 标准不确定度分量的评定

4.1 称量过程引入的标准不确定度u（M）

称量过程的不确定度主要来自电子分析天平的准确性、分辨力和称量过程的重复性，其中称量过程的重复性将在各种因素造成的重复性影响修正值引入的不确定度分量中考虑。

（1）电子分析天平的准确性引入的标准不确定度分量u1（M）。电子分析天平校准证书给出的校准扩展不确定度U= 0.5 mg，故

（2）电子分析天平的分辨力引入的标准不确定度分量u2（M）。所用电子分析天平的分辨力为0.1 mg，按照均匀分布，则其引入的标准不确定度分量。

（3）称量过程引入的标准不确定度u（M）。称量过程引入的标准不确定度为天平准确性和分辨力引入的标准不确定度分量的合成，即

4.2 定容过程引入的标准不确定度u（V）

（1）容量瓶准确性引入的标准不确定度分量u1（V）。本实验定容采用500 mL-A级容量瓶。根据JJG196-2006《常用玻璃量器》给出的不同计量器具的容量允差， 500 mL-A级容量瓶允差为±0.25 mL，按三角分布计算，所以其标准不确定度分量

（2）温度变化引入的标准不确定度分量u2（V）。由于玻璃的体热膨胀系数远小于水的膨胀系数，故可忽略其影响。已知水的膨胀系数为2.1×10-4/℃，玻璃器具出厂校准温度为20 ℃，本实验使用温度与校准温度变化范围为±6 ℃，按均匀分布计算，所以温度变化引入的标准不确定度分量：

4.3 标准曲线拟合引入的标准不确定度u（C0）

实验所用镁系列标准溶液的浓度分别为8.55 mg/L、17.05 mg/L、23.60 mg/L、 33.10 mg/L、39.05 mg/L。用ICP光谱仪测定各浓度的谱线发射强度，每一浓度点测定3次，以质量浓度Cj为横坐标，谱线强度Yj为纵坐标，进行线性拟合。

4.4 数值修约引入的标准不确定度u（x）

最终报告数值修约至小数点后两位，故数值修约引入的标准不确定度为：

5 合成标准不确定度uc（Y）

由前述数学模型可知，合成标准不确定度可表示如下：

6 扩展不确定度

7 测量不确定度报告

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定5052铝合金中镁的测量不确定度为0.05%，其测定结果可表示为：（2.51±0.05）%，置信概率P=95%。