书 书 书犐犆犛 ７７ ． ０４０ ． ３０ 犎 １１ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ２４２１３ — ２００９ 金属原位统计分布分析方法通则 犌犲狀犲狉犪犾狉狌犾犲狊犳狅狉狅狉犻犵犻狀犪犾狆狅狊犻狋犻狅狀狊狋犪狋犻狊狋犻犮犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊犿犲狋犺狅犱 ２００９  ０７  ０８ 发布 ２０１０  ０４  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准由中国钢铁工业协会提出 。 本标准由全国钢标准化技术委员会归口 。 本标准起草单位 ： 钢铁研究总院 、 宝钢股份公司 、 唐山钢铁股份有限公司 、 马鞍山钢铁股份有限公 司 、 首钢总公司 、 济南钢铁股份有限公司 、 天津大无缝钢管厂 、 天津天铁冶金集团有限公司 、 湖南华菱湘 潭钢铁有限公司 、 武汉钢铁股份有限公司 、 湖南华菱涟源钢铁有限公司 。 本标准主要起草人 ： 王海舟 、 张秀鑫 、 陈吉文 、 贾云海 、 杨新生 、 高宏斌 、 袁良经 、 李美玲 、 王辉 、 周伟 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ２４２１３ — ２００９ 金属原位统计分布分析方法通则 １ 　 范围 本标准规定了金属原位统计分布分析方法的术语 、 基本原理以及对仪器设备 、 样品 、 分析步骤等的 一般要求 。 本标准适用于制 （ 修 ） 订金属原位统计分布分析方法的国家标准 。 其他相关标准亦可参照使用 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 ， 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有的 修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 。 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ ／ Ｔ１４６６６ — ２００３ 　 分析化学术语 ３ 　 术语和定义 ＧＢ ／ Ｔ１４６６６ — ２００３ 确立的以及下列术语和定义适用于本标准 。 ３ ． １ 原位统计分布分析 　 狅狉犻犵犻狀犪犾狆狅狊犻狋犻狅狀狊狋犪狋犻狊狋犻犮犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊 在确定的分析面内对样品进行扫描连续激发 ， 同步采集与分析位置相对应的火花或其他激发信号 ， 并采用数理统计方法进行解析 ， 实现对金属材料分析面内元素的成分及状态的分布分析 。 ３ ． ２ 单次火花放电分析 　 狊犻狀犵犾犲犱犻狊犮犺犪狉犵犲犪狀犪犾狔狊犻狊 （ 犛犇犃 ） 一个脉冲包含多个单次放电 ， 通过对单次放电信号的提取 ， 得到微米尺度内元素含量信息 。 ３ ． ３ 脉冲频率 　 狆狌犾狊犲犳狉犲狇狌犲狀犮狔 一秒钟内的脉冲放电次数 。 ３ ． ４ 线扫描速度 　 犾犻狀犲狊犮犪狀狀犻狀犵狊狆犲犲犱 夹持样品沿 犡 轴方向的运动速度 。 ３ ． ５ 行距 　 狉狅狑狊狆犪犮犲 夹持样品沿 犢 轴方向的平移距离 。 ３ ． ６ 单次火花放电斑点 　 狊犻狀犵犾犲犱犻狊犮犺犪狉犵犲狊狆狅狋 单次火花放电后形成的激发斑点 。 ３ ． ７ 激发区域 　 狊狆犪狉犽犪狉犲犪 经连续扫描激发后 ， 样品表面形成的激发区 。 ３ ． ８ 特定位置含量 　 狊狆犲犮犻犳犻犮狆狅狊犻狋犻狅狀犮狅狀狋犲狀狋 在样品表面分析区域内 ， 与每一单次火花放电位置所对应的某特定元素的含量 。 １ 犌犅 ／ 犜 ２４２１３ — ２００９ ３ ． ９ 含量置信区间 　 犮狅狀狋犲狀狋犮狅狀犳犻犱犲狀犮犲犻狀狋犲狉狏犪犾 含量置信区间是一个随机的含量区间 ， 即某一置信度下以含量中位值为中心所覆盖的含量范围 。 ３ ． １０ 含量二维等高图 　 犮狅狀狋犲狀狋狋狑狅犱犻犿犲狀狊犻狅狀犮狅狀狋狅狌狉犿犪狆 显示特定元素在扫描区域内不同坐标 （ 犡 ， 犢 ） 所对应的元素含量分布 ， 并采用不同颜色或灰度表征 其含量与位置对应关系的一种图谱 （ 见图 １ ）。 图 １ 　 含量二维等高图 ３ ． １１ 含量三维视图 　 犮狅狀狋犲狀狋狋犺狉犲犲犱犻犿犲狀狊犻狅狀狏犻犲狑犿犪狆 在含量二维等高图基础上 ， 同时以 犣 轴方向的高低来表征元素含量高低的图谱 （ 见图 ２ ）。 图 ２ 　 含量三维视图 ３ ． １２ 含量线分布图 　 犮狅狀狋犲狀狋犾犻狀犲犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀犿犪狆 当 犢 （ 或 犡 ） 值固定时 ， 某特定元素的位置含量沿 犡 （ 或 犢 ） 方向的变化曲线 （ 见图 ３ ）。 图 ３ 　 含量线分布图 ２ 犌犅 ／ 犜 ２４２１３ — ２００９ ３ ． １３ 含量  频度分布图 　 犮狅狀狋犲狀狋犳狉犲狇狌犲狀犮狔犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀 在分析区域内 ， 以特定位置含量为横坐标 ， 以特定位置含量相对全部位置含量数据的权重比率为纵 坐标的图谱 （ 见图 ４ ）。 图 ４ 　 含量  频度分布图 ３ ． １４ 含量分段区间统计结果 　 狊狋犪狋犻狊狋犻犮狉犲狊狌犾狋狊犻狀犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮狅狀狋犲狀狋狉犪狀犵犲 以某一规定含量段为基准 ， 整个扫描区域中不同含量段内的位置含量数据相对于整个扫描区域所有位置 含量数据的权重比率 （ 见图 ５ ）。 含量分段区间统计结果同时显示中位值和 ９５％ 置信度下的置信区间 。 图 ５ 　 含量分段区间统计结果 ３ ． １５ 区域含量  频度分布图 　 狉犲犵犻狅狀犪犾犮狅狀狋犲狀狋犳狉犲狇狌犲狀犮狔犱犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀 在扫描范围内任一给定的区域 （ 如图 Ａ．６ 方框内区域 ）， 也可进行含量  频度统计计算 。 即以位置 含量为横坐标 ， 以该区域内特定位置含量相对该区域内全部位置含量数据的权重比率为纵坐标的含量  频度分布图 （ 见图 ６ ）。 图 ６ 　 区域含量  频度分布图 ３ 犌犅 ／ 犜 ２４２１３ — ２００９ ３ ． １６ 最大偏析度 　 犿犪狓犻犿狌犿狊犲犵狉犲犵犪狋犻狅狀犱犲犵狉犲犲 在样品分析面内 ， 某元素的最大偏析度有两种计算方式 ： 点最大偏析度 犕 （ 狓 ， 狔 ） 与微区最大偏析度 犕 （ ｓ ）。 点最大偏析度 犕 （ 狓 ， 狔 ） 以用统计分析方法解析出的某特定元素最高位置含量 犮 ｍ 与总体平均位置 含量 珋 犮 的比值来表示 ， 见式 （ １ ）： 犕 （ 狓 ， 狔 ） ＝ 犮 ｍ ／ 珋 犮 …………………………（ １ ） 　　 微区最大偏析度 犕 （ ｓ ） 以用统计分析方法解析出的某特定元素最高位置含量为中心的 １ｍｍ ２ 面积 内的平均位置含量 犮 ｓ 与总体平均位置含量 珋 犮 的比值来表示 ， 见式 （ ２ ）： 犕 （ ｓ ） ＝ 犮 ｓ ／ 珋 犮 …………………………（ ２ ） ３ ． １７ 统计偏析度 　 狊狋犪狋犻狊狋犻犮狊犲犵狉犲犵犪狋犻狅狀犱犲犵狉犲犲 （ 犛 ） 在样品扫描范围内 ， 以数理统计方法对某特定元素的含量分布进行解析 ， 求得该元素 ９５％ 置信度 下 ， 以含量中位值为中心的含量置信区间为 ［ 犮 １ ， 犮 ２ ］ 的统计偏析度 犛 ， 见式 （ ３ ）： 犛 ＝ 犮 ２ － 犮 １ ２ 犮 ０ …………………………（ ３ ） 　　 式中 ： 犮 ０ ——— 含量中位值 ； 犮 １ 、 犮 ２ ——— 含量置信区间的上 、 下限 。 统计偏析度数值越大 ， 偏析越严重 ； 无偏析时 ， 统计偏析度为 ０ 。 ３ ． １８ 统计符合度 　 狊狋犪狋犻狊狋犻犮犳犻狋狋犻狀犵犱犲犵狉犲犲 在分析区域内 ， 某元素所有位置含量与所规定的含量 （ 或含量范围 ） 一致性的百分比 。 ３ ． １９ 夹杂物状态分析 　 犻狀犮犾狌狊犻狅狀狊狋犪狋犲犪狀犪犾狔狊犻狊 当待测金属样品中存在夹杂物时 ， 会产生异常单次火花放电 ， 其信号强度的高低以及其频度能够表 征夹杂物的粒度及含量 。 通过不同元素异常信号的合成 ， 可进行不同种类夹杂物的定量分析 。 ３ ． ２０ 表观致密度 　 犪狆狆犪狉犲狀狋犱犲狀狊犻狋狔 （ 犇 犼 ） 在扫描区域内 ， 单次放电位置处各元素含量 犮 犻 之和 。 犇 犼 ＝ ∑ 犮 犻 ３ ． ２１ 平均表观致密度 　 犪狏犲狉犪犵犲犪狆狆犪狉犲狀狋犱犲狀狊犻狋狔 （ 犇 ） 在扫描区域内 ， 犖 个位置的表观致密度平均值 。 犇 ＝ ∑ 犇 犼 ／ 犖 ４ 　 原理 块状样品经铣床或磨样机制备出平整且具一定清晰纹路的表面 。 采用金属放电电极对相对运动的 样品实施连续的火花激发放电 ， 将所激发的火花光谱色散成特定波长的线状光谱 。 高速 、 实时记录单次 火花放电的位置和光谱信号 ， 将单次火花信号转化为电信号 ， 输入信号存储器 。 对选用的参比线和分析 线的发射谱线强度进行测量 ， 用计算机对上述单次火花放电的线状光谱进行统计分布分析 。 根据标准 样品制作的校准曲线 ， 求出分析样品测量区域内各待测元素的化学成分分布 。 经过含量统计分布分析 ， 得到用于评价各元素含量分布和偏析的各种指标 ： 特定位置含量 、 最大偏析度 、 含量二维等高图 、 含量三 维视图 、 含量频度分布图 、 含量线分布图 、 统计符合度及统计偏析度等 。 ４ 犌犅 ／ 犜 ２４２１３ — ２００９ ５ 　 仪器 金属原位分析仪主要由以下单元组成 。 ５ ． １ 　 激发光源 激发光源是能提供一个能量可控 、 并能长时间连续放电的光源装置 。 ５ ． ２ 　 连续激发台 能够放置和激发大样品 ， 并能支持其连续移动的激发平台 。 该装置可使用高纯氩气进行气氛保护 。 ５