直读光谱法测定不锈钢中铬的不确定度评定

火焰原子吸收光谱法测定不锈钢食具容器中铬元素迁移量的不确定度评定摘要：按照测量不确定度分析及评定程序，对火焰原子吸收光谱法测定不锈钢合金食具中铬元素迁移量的结果不确定度进行研究，影响样品测量结果的不确定度来源主要有标准曲线拟合、样品重复性、标准物质、样品制备等引入的不确定度，通过计算得到铬元素迁移量的合成不确定度为0.01726 mg/dm2，扩展不确定度为0.00950mg/dm2（k=2）。

关键词：原子吸收光谱法；不锈钢食具容器；铬；不确定度引言：铬可以显著提高强度、硬度和耐磨性，并提高其抗氧化性和耐腐蚀性，是不锈钢合金中重要的合金元素。

但铬作为一种微量元素，铬主要作用于人体的代谢系统和神经系统，过量摄入会导致慢性中毒。

因此不锈钢食具容器卫生指标是关系人体健康的一个关键指标，有害重金属铬的迁移可以通过卫生指标来体现，浸泡液中重金属铬迁移量可通过火焰原子吸收光谱法测定。

因为其迁移量的大小可以较好的反映产品质量情况，所以很多国家把铬元素作为限量标准之一。

我国食品安全国家标准不锈钢制品（gb9684-2011）中规定了铬元素的迁移量≤0.4mg/dm2。

本文依据国家计量技术规范（jjf1135-2005 化学分析测量不确定度评定）的要求，对火焰原子吸收光谱法测定不锈钢制品中铬含量的测量不确定度进行评定。

通过对影响铬迁移量的测量结果的不确定度分量进行分析和综合评估，如实反映检测结果的置信度和准确性，在实际检测工作中有一定的意义。

一、原理与方法1.测定原理被测样品浸泡液导入原子吸收光谱仪中，六价铬离子被原子化后，吸收357.9mm共振线的量与该元素的含量成正比。

根据这一原理，采用铬单元素标准溶液不同浓度时仪器的信号响应值绘制工作曲线，被测样品产生的信号响应值通过工作曲线计算其浓度来检测。

2.方法（1）检测标准 gb/t 5009.81-2003 不锈钢食具容器卫生标准的分析方法。

（2）仪器设备、试验用品和试剂赛默飞世尔公司m型原子吸收光谱仪；温控电热炉；直角尺；塑料容量瓶：100ml；移液管：10ml，20ml；锥形瓶：150ml。

光电直读光谱仪测定不锈钢中元素含量不确定度评定作者：柴艳英，詹会霞来源：《科技创新与生产力》 2014年第2期柴艳英，詹会霞（中国北车集团大同电力机车有限责任公司，山西大同 037038）摘要：利用直读光谱仪测定不锈钢中各个元素，分析其不确定度，即由于误差的存在被测量值不能肯定的程度，一方面便于评定其检测结果的可靠性，另一方面增加了检测结果的可比性。

笔者检测结果的不确定度主要来源包括仪器的精密度、标准物质以及工作曲线校准过程所引起的不确定度，并通过数学模型计算出各种不确定度的分量并将其合成，以此计算出测定不锈钢中各元素含量的置信范围，即K=2时，此区间包含了测定结果可能值的95%。

关键词：直读光谱法；不锈钢；不确定度中图分类号：TG142.71 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2014.02.110在对金属物质的真值进行测定时，由于测定仪器和检测手段的限制、测试方法的不完善、分析操作和测试环境的变化，测试人员自身的技术水平、经验的影响，使分析测试结果带有一定的误差，我们在分析样品时往往不能得到其真值，而只能对其作出相对准确的估计，如何正确表达这种含有误差的分析结果？如何正确评定结果的可靠程度？这在检测过程中十分重要。

随着分析仪器手段的提高，正确评估测定分析误差非常必要[1]。

火花源原子发射光谱法作为一种在材料表面激发检测其含量的测试手段，虽然测定方法比较单一，但对测量结果及其质量进行评定的影响因素较多，由于实验室能力认可的需要，这使作出不确定度评估更为重要[1]。

笔者利用直读光谱法测定不锈钢中各个元素，确定其不确定度的计算方法，并提供了计算过程所需的各参数的采集和计算。

1 检测原因本次检测主要采用GB/T 11170-2008 不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）。

试验环境为（23±5）℃，相对湿度＜70%。

测定元素为不锈钢中碳、硅、锰、磷、硫、铬、镍。

电火花直读光谱仪测定合金钢中铬含量不确定度评定发布时间：2021-05-10T10:39:09.390Z 来源：《基层建设》2020年第29期作者：马娟妮白燕虎[导读] 摘要：本文以合金钢中铬的测定为例，分析了不确定度来源，并对该元素的测量不确定度进行了评定，从而可推广到其它被测元素。

陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城 715405摘要：本文以合金钢中铬的测定为例，分析了不确定度来源，并对该元素的测量不确定度进行了评定，从而可推广到其它被测元素。

关键词：直读光谱仪；合金钢；铬；不确定度光电光谱分析因其精密度高、检出限低、分析快速等优点，被广泛应用于冶金、地质、机械、化工等领域，特别是在钢铁、有色金属的化学分析中具有重要的地位。

评定不确定度主要用来表示测量值的分散性，是评价样品测量结果质量的一个重要指标。

不确定度越小，样品测量结果的质量越高，使用价值越大，反之亦然。

因此，正确评定不确定度是测量过程中的重要部分。

一、火花直读光谱仪简介火花直读光谱仪是分析黑色金属及有色金属成份的快速定量分析仪器。

本仪器广泛应用于冶金、机械及其他工业部门，进行冶炼炉前的在线分析及中心实验室的产品检验，是控制产品质量的有效手段之一。

火花直读光谱仪用电弧（或火花）的高温使样品中各元素从固态直接气化并被激发而发射出各元素的特征波长，用光栅分光后，成为按波长排列的“光谱”，这些元素的特征光谱线通过出射狭缝，射入各自的光电倍增管，光信号变成电信号，经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模/数转换，然后由计算机处理，并打印出各元素的百分含量。

它具有使用灵活，性能可靠，稳定性好；仪器检测限低，分析精密度高，结果准确；分析速度快，运行成本低；维护方便，故障率低；抗环境干扰能力强等特点。

二、铬的概述铬（Chromium）化学符号Cr，单质为钢灰色金属。

元素名来自于希腊文，原意为“颜色”，因铬的化合物都有颜色。

1797年法国化学家沃克兰（L.N.Vauquelin）在西伯利亚红铅矿（铬铅矿）中发现一种新矿物，次年用碳还原得到。

不锈钢直读光谱法标准一、样品制备1.样品准备：选取具有代表性的不锈钢材料，进行研磨、抛光，以消除表面杂质和不平整度对光谱分析的影响。

2.样品固定：将准备好的样品固定在光谱仪的激发台上，确保样品与激发台接触良好，避免在激发过程中样品移动或倾斜。

二、仪器校准1.校准标准：使用标准样品对光谱仪进行校准，确保仪器波长、强度等参数准确可靠。

2.校准频率：每次分析前应进行校准，确保仪器状态良好。

如发现仪器漂移或误差较大，应重新进行校准。

三、元素分析1.激发条件：根据不锈钢材料的性质和厚度，选择合适的激发条件，包括激发光源、电弧电流、电弧电压等。

2.元素分析方法：采用直读光谱法对不锈钢中的元素进行分析，获取各元素的波长和强度信息。

3.分析参数设置：根据需要测定的元素和仪器型号，设置相应的分析参数，如扫描速度、积分时间等。

四、数据处理1.数据读取：从光谱仪中获取各元素的波长和强度信息，整理成相应的数据表格。

2.数据处理：对采集到的数据进行处理，包括背景消除、基线校正、峰形拟合等，以提高数据准确性和可靠性。

3.数据输出：将处理后的数据转换成标准格式，如CSV或Excel文件，方便后续数据分析和处理。

五、结果报告1.报告格式：根据客户需求和行业标准，制定相应的结果报告格式。

报告应包括样品信息、分析结果、误差分析等内容。

2.结果说明：对分析结果进行详细说明，包括各元素的含量、误差范围等。

同时，与国内外标准进行比较，判断材料是否符合相关要求。

3.数据审核：对分析结果进行严格审核，确保数据的准确性和可靠性。

如有需要，可进行多次重复分析以提高数据精度。

六、质量保证1.质量体系：建立完善的质量管理体系，包括样品管理、仪器校准、数据审核等环节，确保分析过程的规范性和分析结果的准确性。

2.人员培训：定期对分析人员进行培训，提高分析人员的技能水平和操作规范意识。

3.质量检查：定期对分析结果进行质量检查，包括误差分析、数据对比等，以确保分析结果的质量符合要求。

光电直读光谱仪测定不锈钢中C、Si、Mn、P、S元素含量的不确定度评定1 目的用光电直读光谱法测定不锈钢中C、Si、Mn、P、S元素的含量。

2 试验部分试验设备：光电直读光谱仪WLD—4C（北京现代瑞利）试验方法：依据GB/T11170—2008《不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱分析法（常规法）》进行试验。

试验过程：先用标准试样对直读光谱仪进行校准，然后用光谱磨样机将试样表面加工成光洁平面，置于直读光谱仪的激发台上，加电激发，平行测试5次。

3 不确定度来源分析从整个操作过程分析，影响光谱分析元素不确定度的因素有以下几个方面：（1）人员。

包括测试人员的质量意识、技术水平、熟练程度及身体素质。

测试人员对试样的激发操作点不同引起测试结果偏差。

（2）仪器。

包括光谱仪的稳定性；光源的性能及其再现性；氩气系统的稳定程度（包括净化程度、压力、流量等）；试样加工设备及电源稳压系统的精密度和所有这些设备的维护保养状态。

（3）试样。

包括试样成分的均匀性，重复性，热处理状态及组织结构状态；标准样品及控制样品成分的均匀性，成分含量标准的可靠性、其组织结构与被测试样的组织结构的同一性以及制样表面的光洁度。

（4）分析方法。

分析方法本身的不确定度。

工作曲线的制作及其拟合程度，操作规程（包括仪器参数的选择，干扰元素的修正方式等）。

（5）环境。

实验室的温度、湿度、噪声和清洁条件等。

4 建立数学模型建立与被测量有影响的量的函数关系：y=x+b 式中：y —修正值x —测量值 b —校正值5 分析计算各相对标准不确定度5.1 由测试人员引起的不确定度光谱分析试验由同一测试人员进行试验，不存在技术水平、操作熟练程度方面的偏差，因此由人员引起的不确定度可以忽略。

5.2 直读光谱仪的相对标准不确定度根据直读光谱仪的计量校准证书，可以得出当K=2时的各元素的扩展不确定度，见表1：表1 直读光谱仪校准证书中各元素的不确定度元素 C Si Mn P S 标准值 /% 0.0800.7340.8360.0230.023扩展不确定度 /%(k=2)0.015 0.018 0.007 0.001 0.002分别计算可以得到各元素的相对标准不确定度：211,110375.9080.02015.0)()()(-⨯=⨯=⋅=C w k C U C u rel ；211,110226.1734.02018.0)()()(-⨯=⨯=⋅=Si w k Si U Si u rel ；311,110187.4836.02007.0)()()(-⨯=⨯=⋅=Mn w k Mn U Mn u rel ；211,110174.2023.02001.0)()()(-⨯=⨯=⋅=P w k P U P u rel ；211,110348.4023.02002.0)()()(-⨯=⨯=⋅=S w k S U S u rel 。

FX0202-不锈钢中铬的测定案例简要说明：依据国家职业标准和工业分析与检验专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。

该案例是太钢技术中心分析不锈钢及其它合金中铬含量的典型分析案例，本分析案例体现了铬的性质、铬的测定原理、分析实验计划的制定与调整、干扰元素及其消除、氧化滴定操作和数据处理等知识点和岗位技能，与工业分析与检验专业金属分析课程钢铁中铬含量的测定的教学目标相对应。

不锈钢中铬的测定山西工程职业技术学院刘芳太原钢铁（集团）有限公司刘爱坤1背景介绍太原钢铁（集团）有限公司（简称太钢），是全球产能最大、技术装备水平最高、品种规格最全的不锈钢企业，综合实力居国内钢铁行业前列，具备年产1000万吨钢（其中400万吨不锈钢）的能力。

太钢致力于不锈钢、特殊钢和高等级碳素钢的研究开发和生产加工，拥有雄厚的研发实力和可靠的质量保障能力。

太钢技术中心在全国887家国家认定企业技术中心中排名第四。

目前，太钢已形成了以不锈钢、冷轧硅钢、高强韧系列钢材为主的高效节能长寿型产品集群。

不锈钢产品中都同时存在几种到十几种元素，当几种元素共存于不锈钢这个统一体中，它们的影响要比单独存在时复杂得多。

而判断不锈钢材质的依据一般以不锈钢中铬、镍、锰含量，来归属它属于300系不锈钢还是200系，或者400系不锈钢等。

铬是不锈钢中的重要合金元素，它在决定不锈钢属性的元素中占非常重要地位。

它能显著提高钢的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性，增强其机械性能，增强其硬度、弹性、抗磁性和抗张力。

铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是在不锈钢表面形成致密的，可修复的钝化膜。

不锈钢中铬含量一般在10.5%以上，铬含量的分析测定是一项常规分析项目。

宣传资料链接：美丽太钢——太原钢铁集团有限公司2主要内容2.1案例描述铬是不锈钢中主要的合金元素之一，对于较高含量铬的钢铁试料，基于铬的氧化还原性建立的亚铁滴定法是最经典也是应用最广的方法。

浅议火花源直读光谱仪测定不锈钢中C、Mn、Cr、Ti、Si、P、Ni、Mo、S各元素含量不确定度的评定白红昆（昆明中铁大型养路机械集团有限公司工程研究中心，昆明650215）摘 要：在实验的基础上，本文通过采用火花放电原子发射光谱法对不锈钢中C、Mn、Cr、Ti、Si、P、Ni、Mo、S等元素含量的检测，分析和计算出检测过程中测量不确定度各分量，对各元素的扩展不确定度最终予以评定。

为提高实验室检测能力提供了可靠的参考依据。

关键词：测量不确定度、测量不确定度评定、火花源直读光谱仪、不锈钢、元素1 前言利用火花源直读光谱仪对不锈钢中各元素的含量进行测定，已经在炼钢、机械制造等SPECTRO LAB M10型直读光谱仪（产地：德国）。

2.2 Cr、Ti不确定度选用的光谱分析标准物质为光谱控样YSBS37364-10 1Cr1℃，最大温度变化±1℃；相对湿度：20-80% 3 直读光谱仪对数据的处理采用全自动操作，测试结果直接显示在计算机其中：x—仪器显示各元素化学成份平均值； y—被测量样品各元素化学成份值。

M10型直读光谱仪在出厂前，已经通过对一系列标准样工作曲线进行校正目前，行业得到了广泛的应用。

在实际检测过程中，由于受到制样过程、标准物质、仪器设备、检测环境等因素的影响，测量结果与被测量的真值之间往往存在着一定的偏差。

为提高测量结果的准确度，有必要对测量结果进行不确定度评定，提高测量数据的可靠性、准确性。

本文通过火花放电原子发射光谱法对不锈钢中C、Mn、Cr、Ti、Si、P、Ni、Mo、S等元素含量的检测，探讨对测量不确定度如何进行科学、合理的分析和计算，以及评定过程所需参数的采集方法和计算方法，使评定结果具有了较高的可行性和准确性。

2 实验部分 2.1 主要仪器测试仪器为 选用样品测定C、Mn、8Ni9Ti ；测定Si、P、Ni、Mo不确定度选用的光谱分析标准物质为光谱控样YSBS37361-10 00Cr17Ni14Mo2；测定S不确定度选用的光谱分析标准物质为冶金标准样品YSBS37201-09 38CrMoAl 。