胡宇鹏， 周思琪， 刘 凯

（中机生产力促进中心 北京100044）

0 引言

红外吸收法是测量钢铁材料中碳元素的主要方法之一，碳是钢铁材料中的重要组成元素，影响钢的强度和硬度。 准确测量碳元素的含量，并给出一个高包含概率，低分散性的参数，才满足越来越严格的质量要求。本篇参考JJF 1059-2012 测量不确定度评定及表示，根据分析实际确定几个主要不确定度分量， 对相关试验分析有一定的参考意义。

1 试验方法和数学模型

将称量好的屑状样品置于石墨坩埚中， 送入高温炉中，在氧气流中将碳转化成一氧化碳和二氧化碳，利用氧气流中一氧化碳和二氧化碳的红外吸收谱进行测量。

气体分析碳元素的数学模型通式（分析结果计算式）可表示为：

式中：A、m—样品的吸光度或峰高或峰面积 （仪器以测量值表示，下同）和称样量；CB、mB、AB—标准物质的碳含量、称样量和吸光度。

2 试验仪器的参数

试验仪器为钢研纳克CS3000 型红外碳硫分析仪（UC=0.012%），氮气压力为3MPa，氧气压力为2MPa，分析流量保持在3L/min，分析过程中，采样时间取30s，冲洗时间取12s， 加热时间取20s。 称量样品使用赛多利斯BS124S 型分析天平，检定允许差±0.1mg。

3 试验方法

用高频燃烧红外吸收法[2]测定45#钢中碳含量，以机字79-09B 45#钢标准物质校准红外碳硫分析仪 （校准测量进行一次）， 样品测量结果分别为0.468%、0.459%、0.461%、0.457%、0.466%，标准物质和样品称量0.3g。

4 不确定度来源的识别

红外吸收气体分析测量不确定度主要来源于以下分量：①测量结果的重复性；②天平称量的不确定度；③标准物质标准值的不确定度；……