ICP-AES 法测量钢铁中硅不确定度评定
收藏
打印
发给朋友
发布者：lunwenchina
热度0票 浏览129次
时间：2020年4月08日 10:54
付 宏
（中车齐齐哈尔车辆有限公司 黑龙江省 齐齐哈尔市 161000）摘 要：企业创新研发能力是实现可持续发展的基础，是企业核心竞争力的重要来源。良好的研发管理体系，对企业的高速运转和持续获取竞争力起着强大的支撑作用。建设较为完善的研发管理体系，实现研发创新，是企业技术创新的必要发展之路。
随着市场的多变和不确定性，企业产品研发和商品化周期大大缩短，技术创新的风险和成本不断上升，传统的产品研发管理体制，不能满足创新发展的需要。成功的企业，几乎都拥有项目研发管理体系。良好的研发管理体系，对企业的高速运转和持续获取竞争力起着强大的支撑作用。本文就如何建立一个科学的产品创新管理体系，有效提升企业创新发展能力进行几点探讨。
一、有效的内部管理是产品创新的基础
产品创新的目的是实现企业经济效益的提升，而产品研发内部管理在其中起着至关重要的作用。
产品创新管理的前提是战略规划管理，企业应当建立完善的战略规划流程来决定产品研发应该关注的领域。这就要求企业不仅仅关注短期利益，而且要更加重视长期利益，实现产品创新的根本突破。
企业产品创新要有标准的开发流程，同时流程应当将客户需求、市场调查和市场趋势分析相结合，争取提高每一项产品研发构思及投入的成功率。
二、强有力的手段是产品创新能力提升的推进器
市场规划与决策，企业要持续关注市场趋势以及客户的需求，建立大客户信息管理系统，保障及时、准确掌握客户对产品的要求，进行产品市场规划、分析，以定制有力的决策，增加具有更高成功率的研发构思。
开发平台一体化管理，企业要建立一体化研发平台体系和技术战略，并且制定合理、可行的产品开发计划。通过一体化平台建设，实现研发项目分类管理，项目目标、过程数据、进度、任务等的精细化管理，以增加创新收益并且降低成本。
协作战略规划，企业研发要建立协同合作，不仅包括企业内部跨部门的协作还要有与外部业务伙伴之间的协作，建立产学研协作体系，建设具有竞争力的战略联盟。充分利用内外部优势资源，从而获得较完善的产品创新方案和能力，降低风险和成本。
创新的文化理念，企业要营造一种文化氛围以鼓励创造力，推动团队协作，通过适当的绩效评价指标来强化，以鼓励协作和团队合作。
三、科学的创新管理模式是产品创新的保障
除了高效的内部管理和高质量产品创新能力以外，企业还应当以科学的创新管理模式作为产品创新的保证。
产品开发的整合，即考虑怎样缩短产品研发周期及经济效益。可以实施自上而下的设计、开发与自下而上的验证、审核相结合的开发流程，如先根据顾客的需要对产品进行需求分析，之后进行功能定位和设计思路定位，然后进行设计验证、功能验证、适应性验证和品质验证，使整个创新流程更加科学合理。
产品创新的规划，在市场信息的基础上谋划能实现企业经济效益提升的产品。新产品开发是一项投资决策。研发管理强调对新产品开发进行有效的投资组合分析，并在开发过程中设置关键的检查点，通过阶段性评审来决定项目是继续、暂停、中止还是改变方向。研发管理强调产品创新一定是基于市场需求和竞争分析的创新。
基础理论研究的发展。企业要将基础理论研究价值和产品开发业务发展联系起来。企业要使技术战略和业务战略协同一致，同时注意人才的配备和研发结果的评估，建立协作战略。
企业创新研发能力是实现可持续发展的基础，是企业核心竞争力的重要来源。建设较为完善的研发管理体系，实现研发创新，已在世界许多科技先进企业广泛应用，也是企业技术创新的必要发展之路。
谈 琰 马月萍 卢秋分
（中车戚墅堰机车有限公司）
摘 要：文章主要阐述了用 ICP-AES 法测量钢铁中硅不确定度评定。
关键词：不确定度；ICP
0.引言
随着实验室风险意识的增强，实验室在化学领域也进行了不确定度评定，本文以钢铁元素中的某一常用元素为对象，进行不确定度分析，从而为其他化学项目的不确定分析，提供方法范例。
1.目的
用国际通用的方法评估出ICP-AES法测定不确定度。以ICP-AES法测定钢铁中硅为例，推导ICP-AES法测定不确定度的计算方法，并提供计算过程所需的各参数的采集和计算方法，评估标准不确定度和扩展不确定度的数值。
2.技术规定
2.1 仪器和试剂的技术指标
美国塞姆飞世尔 全谱直读等离子光谱仪 IRIS Advantage;美国塞姆飞世尔 全谱直读等离子光谱仪 iCAP6300;标准样品：BH85-3、7701、BH0209、GBW01310、GBW01309;容量瓶：50mL，B级 允许差± 0.05Ml;天平：万分之一，检定允许差± 0.1mg
2.2 测定程序：
（1）以测定钢铁中硅的浓度为例，选择5个标准钢铁样品，用4mL浓盐酸和8mL过氧化氢混合液制备标准溶液和被测样品溶液。
（2）仪器对未知浓度直接测定，并利用该线性方程读出浓度值。
3.测量模型
ICP-AES测定方法，是通过对一系列已知浓度的标准物质的测定，根据测得的一系列响应值，仪器自动建立线性方程。
随着高科技的发展，电脑与检测仪器的结合，已达到测量时只需将未知含量自动进样，即可从电脑中读出浓度值，所以数学模型为 y=x式中：x—被测溶液浓度读出值y—被测溶液的浓度测定结果
4.不确定度来源及分量
经分析，样品溶液浓度测定结果不确定度可分成标准溶液浓度不确定度分量u(x i )及工作曲线非线性引起的输入量x的标准不确定度u(x s )，其中标准溶液浓度不确定度分量可由标准样品标示含量不确定度和配制过程引入的不确定度合成得到，非线性引起的输入量x的标准不确定度u(x s )是由仪器测量的误差引起的，可从仪器的精密度数据得到。下面以测定钢铁中硅为例，各值不确定计算如下：
4.1非线性引起的输入量x的标准不确定度的
对于拟合的标准工作曲线非线性引起的不确定，可按表1进行计算。
表1（a）标准工作曲线非线性引起的误差限
在重复条件下进行了6组测量，每组测量时，重新对工作曲线进行标准化，每次计算的误差限如表2。
表2.测量误差限
由上表2知，不确定度区间的半宽a为1.3%，服从均匀分布，故，则该工作曲线引起的标准不确定度分量为4.2标准溶液浓度不确定度
标准溶液浓度由下式得出：
（1）
其中，x i 为标准溶液浓度（μ g.mg -1 ）, c i 为标准样品质量比浓度（100%），m i 为标准样品质量（μ g），v i 为溶液体积（mL）。
由此得出标准溶液浓度不确定来自三个分量：第一，钢铁标样值的不确定度u c (x i )第二，称量过程引入的不确定度u m (x i )；第三，定容过程引入的不确定度u v (x i )由于三个输入量不相关，由不确定传播律得：
（2）
式中灵敏系数： （3）
（4）
（5）
4.2.1 标值的标准不确定u c (x i )
标准钢铁采用国家标准，按其相对扩展不确定为1%，按正态分布，包含概率为95%，标准不确定度：
4.2.2 称量过程引入的不确定u m (x i )
称量不确定度来自两个方面，第一，天平校正产生的不确定度，按检定证书给出的在包含概率为95%时为 0.1mg，换算成标准偏差为：0.01/1.96=0.052mg；第二称量变动性，根据历史记录，在50g以内，变动性标准偏差为u 2 =0.007mg。
样品通过直接测量，由此得出样品质量不确定度的两个分量:第一，系统误差导致的样重不确定度u G =0.052mg；第二，由随机误差导致的样重不确定度u T =0.007mg。
它们之间互相独立，所以称量过程的不确定度为：
4.2.3 定容过程引入的不确定度u v (x i )
使用50mL容量瓶配制标准和样品溶液，其不确定度包括三部分：
第一，容量瓶体积的不确定度，按制造商给定为 0.05mL，按均匀分布换算成标准偏差为: 。
第二，充满液体至容量瓶刻度的变动性，可通过重复测量进行统计，例如重复10次统计出标准偏差为0.012mL。
第三，容量瓶和溶液温度与校正时温度不同引起的体积不确定，假设差3℃，水体积膨胀系数为2.1× 10 -4 /，则包含概率为95%时体积变化的区间为 50× 3× 2.1×10 -4 =0.032mL，转换成标准偏差：0.032/1.96=0.016mL。以上合成得出：
把5点标准溶液的体积、称样量和标示含量代入上（3）、 （4）、 （5）式，得各量值的不确定度灵敏系数。对标准溶液浓度不确定度有贡献的量、其不确定度及灵敏系数如表3所示。把表中有关值代入式（2），得第i个标准溶液不确定度u(x i )列于表4中。
表3. 标准溶液浓度不确定度u(x i )计算的有关量值5.样品溶液浓度合成标准不确定度由于各分项的不确定度来源彼此独立不相关，故样品溶液浓度合成标准不确定度为：
表4. 标准溶液浓度不确定度u(x i )
6.被测样品含量不确定度的计算
上面得出样品溶液浓度的不确定度，据此可计算出样品含量的不确定度。
钢铁中样品的硅含量与样品溶液的关系式：
式中，c t 为样品的质量分数含量（100%），x t 为样品溶液浓度（μ g.mg -1 ），为样品质量（μ g，标准不确定度与标样相同，为10μ g）。代入表1的有关数据，可得：c t =0.523%由于各输入量不相关，由不确定度传播律得出被测样品含量的不确定度为：
把表1、3、4中有关量代入上式，得：
取k=2，则被测样品含量的扩展不确定度为：
7.不确定度报告
被测样品中硅含量可表示为： 遥 ■
