X射线荧光光谱仪测定铝硅质耐火材料中.doc

X射线荧光光谱法测定铝硅质耐火材料中
————SiO2和Al2O3的测量不确定度的评定
杨兰天*曹建芳刘彩丽
（濮阳濮耐高温材料（集团）股份有限公司试验检测中心457100）

摘要：本文通过对濮耐公司目前原料及其产品中二氧化硅和三氧化二铝的测量不确定度展开评定与分析，确定了我检测中心的X射线荧光光谱法测定铝硅质耐火材料中的SiO2和Al2O3测量不确定度的来源及其数学模式，并进行了相关的测试和评定。
关键词：铝硅质耐火材料SiO2Al2O3X射线荧光光谱不确定度

前言
X射线荧光光谱分析具有制样简单、分析速度快、准确度高、重现性好、分析含量范围宽等优点，已成为国民经济中众多领域（比如：地质、矿产、钢铁、有色金属、建材、环境、石油化工等）的分析手段之一。
我公司于2003年引进一台帕纳科公司生产的PW2403型X射线荧光光谱仪，八月份调试后投入使用；在2005年7月初我公司试验检测中心参与并通过了中国国家实验室的首次认可，而按照ISO/IEC17025:1999中“测量不确定度的评定”的要求，必须对本实验室所采用的一些分析方法进行测量的不确定度的评定，以确保分析结果的准确度，因此，在用X射线荧光光谱仪分析元素时，就必须对该方法进行验证，其中就包括不确定度的测量，测量不确定度通常用标准差表示，此时称为标准不确定度，它有别于传统意义上的误差，误差是测量结果与测量真值之差，而真值要通过完美无缺的测量才能得到，但实际上，完美无缺是不存在的，所以真值是不能确定的，同样，误差也无法准确的知道；不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数；它可以由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定，从而可以定量确定测量不确定度的值。我们在进行X射线荧光光谱分析铝硅质耐火材料中，进行了大量的测量、验证，总结出了我检测中心现阶段对铝硅质耐火材料进行成分分析的测量不确定度的来源，下面我们就其不确定度的评定进行深入的分析和探讨。

*作者简介：杨兰天，男，工程师，自参加工作以来，主要从事管理及铁合金和耐火材料的化学及仪器分析工作，主要研究方向为X射线荧光仪、高频红外碳硫仪等仪器分析方法的开发与研究，联系方式：[e-mail]
一、实验过程
1.1测试原理
由X光管射出X射线光子与样片中的原子的内层电子作用，造成空穴，原子外层电子跳入其内而发射出原子的特征X射线光子，该特征谱线经准直器、分光晶体后，由探测器探测到其特征谱线强度，根据用标准样品制作的工作曲线，求出元素含量。
1.2设备和材料
仪器：X射线荧光光谱仪，型号：PW2403，端窗铑靶X射线管，功率3KW，晶体：LiF200、LiF220、Ge111、PE002、PX1五块晶体，产地：荷兰帕纳克公司，工作软件：SUPERQ3.01。
天平：梅特勒－托利多电子天平，型号：AB104－S（分辨率0.0001g）；箱式电阻炉（1350℃）。
试剂：四硼酸锂(Li2B4O7)与偏硼酸锂（LiBO3）按比例67:33配比的混合熔剂，脱模剂：溴化锂(LiBr)、碘化氨（NH4I）。
1.3测试方法
根据标准ISO12677-2003规定的X射线荧光光谱法测量耐火材料化学成份
的方法进行实验。
1.4测量条件
氧化物2θ分光晶体T（S）管压管流SiO2109.0824PE00:3030KV80mAAl2O3144.9068PE00:3030KV80mA1.5测量过程
将铝硅质的耐火材料粉末样品（0.6000±0.0002g）与混合熔剂按1:10配比混匀，加适量的溴化锂(LiBr)或碘化氨（NH4I）（20％的水溶液8滴）脱模剂，在电阻炉内于1150℃熔融25min左右，制成玻璃片，用X射线荧光光谱仪测量玻璃片中待分析元素的特征谱线强度，根据用标准样品制作的工作曲线，求出元素含量。
1.6环境条件
本次实验将温度设置为24±2℃，湿度≤60％，电源220v,波动小于5％。
1.7被测对象
硅铝质耐火材料SiO2:13.00%-70.00%,Al2O3:16.00%-77.00%
1.8评定结果的使用
符合上述条件下的测量结果，可直接使用评定结果，其他可使用本不确定度的评定方法。
二、数学模型
输出量与若干互相独立的输入量x1、x2、x3、……xn之间有一定的函数关系，即y=f(x1、x2、x3、……xn)
X射线荧光光谱仪是以X射线为激发光源的发射光谱仪，是根据特征谱线强度确定样品中的相应元素的含量（定量分析）。仪器特征谱线强度y(kcps)与浓度x%的数学模型是：
y=a+bx………………(1)
x=………………(2)
a=+b………………(3)
b===………..(4)
式中:==
x为被测物质浓度（％）；a为截距（kcps）
y为元素特征谱线强度（kcps）;b为斜率