钢铁材料化学分析中数据误差的因素

摘要：随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的钢铁工业取得了很大程度上的进步。在对钢铁材料进行分析的过程中，往往会运用到化学分析方法，在领域相关技术的发展之下，现阶段的化学分析方法在灵敏度和准确度上较之于传统分析方法已经有了很大的提升，且有着越来越广泛的应用。本文就针对化学分析在钢铁材料分析中数据误差的因素进行研究与分析。

关键词：化学分析;钢铁材料;分析;数据误差

对于化学分析而言，它主要是通过物质的化学反应，来对材料的相关特性进行研究与分析。现阶段的化学分析所涉及到的内容更为广泛，不仅仅局限于对化学物质基本组成的检验，分析范围与分析深度都得到了很大程度的进步，现在已经可以对原子层面进行分析。且随着科学技术水平的不断提高以及相关研究的日益深入，化学分析分析在未来会有更深层次的发展，应用领域也会越来越广泛。

1 钢铁材料化学分析中数据误差的因素

在化学分析过程中，数据误差属于必然现象，误差的存在可能对化学分析的结果造成影响，进而影响对钢铁材料成分的判断。若未能保证化学分析的准确性，将无法为企业提供优质的钢铁材料，而化学分析也将失去意义。找出化学分析中造成数据误差的原因，在改善化学分析技术、提升钢铁材料质量中均具有重要意义。

1.1 系统误差

系统误差主要可归因于以下两个方面。首先是实验方法选择不当，因此所得数据也产生偏差。其次，实验由于外部条件而中断，导致实验数据出错。实际上，系统错误可以分为两类，固定的和变化的系统误差。固定系统误差的检测过程始终存在偏差。实际数据间隙始终保持相同的值。系统误差是由设备故障引起的，需要通过调整零位来解决。变化系统误差是由外部因素的干扰引起的，因此误差的产生是随机的。应当通过控制检测条件来实现变化误差的处理。只要设备，工具和样品的温度保持一致，并控制温度和湿度以满足测试要求，检测的误差范围将大大减小。对于错误数据的处理，最好执行诸如改进测量测试方法和优化硬件设备之类的方法。

1.2 偶然误差

偶然误差存在无法消除，只能通过各种优化措施来减少该误差。偶然误差是指由不可控制的次要因素引起的误差。例如，在数据读取的过程中，受设备精度和人为因素的影响，最终数据的读取不可避免地会产生偏差。在判断偶然误差时，只要它符合正态分布定律，就可以称为随机误差。应通过增强检测管理来处理误差。在消除了周围环境和其他因素的影响后，误差范围将相应减小。

2 减少数据误差的方法

2.1 统一分析方法

尽管钢材的分析涉及多种项目，并且不同分析项目的具体分析要求和精度不同，但对于同一分析项目，分析过程中使用的分析方法，仪器和设备应保持一致。只有分析方法和所用仪器是一致的，最终分析结果才具有可比性。通过比较，可以达到减少误差的目的。将钢材分析的分析方法，仪器和设备统一起来，可以保证分析结果满足可比性要求，有助于减少误差。

2.2 注意设备的校正

校准分析仪器时，不仅需要校正仪器的精度，还需要进行样品检查，并将测试结果与标准数据进行比较。如果误差在允许范围之内，则仪器具有高精度;如果误差较大，则必须分析误差原因并进行校正，以进一步保证钢材分析结果的可靠性。

3 化学分析在钢铁材料分析中的应用

从分科范畴角度来看，化学分析是化学学科的重要分支，化学分析一方面对化学学科的发展起到了重要的促进作用，另一方面在诸多领域之中有了实际的应用，涉及的领域主要包含有醫疗卫生领域、工农业领域、国防领域以及资源开发领域等。在钢铁材料分析中，运用化学分析主要是对物质中的成分种类、组成结构以及含量进行分析。分析方法选择性较多，除了化学分析方法还有例如光谱法、色谱法、电化学法等，在选择具体的分析方法时，需要结合实际情况与具体的需求，并优化选择出针对性较强且分析效果佳的方法。就目前情况而言，使用最为广泛的是化学分析法。

3.1 滴定分析法

酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法等是比较常见的滴定分析法。测定被测物质含量的原理是，根据滴定所消耗的标准溶液的浓度和体积以及所测物质与标准溶液之间的化学反应的关系来确定。滴定反应应具备以下几个条件：①反应必须按照方程式定量的完成，通常要求达到99.9%以上，这是定量计算的基础;②反应能够在短时间内迅速完成（可通过加热或用催化剂的方式加速反应）;③进行滴定反应的标准溶液不能干扰主要反应，或者采取一定措施或方法消除干扰;④滴定终点能够比较简单、直观的确定，并且要选择一个适宜的指示剂。

3.2 重量分析法

重量分析法包括三种方法：沉淀重量法、挥发重量法以及提取重量法，其原理主要是，根据被测物质所具有的化学性质，选擇适宜的化学反应，将被测物质中的某种成分转化为沉淀或者气体形式，采取适当的方法如钝化、干燥、灼烧或吸收试剂的吸收等的处理，精确称量，求出被测物质的含量。

3.3 ICP分析法

ICP分析法即电感耦合等离子体原子发射光谱法，是一种以激光光源为电感耦合等离子矩的方法，它是一种光谱分析法，具有高准确度、高精度、低检测限、快速测量、宽线性范围、以及同时测量多种元素等的能力，目前在国外，环境样品及岩石、矿物、金属等样品中数十种元素的测定，ICP分析法均已得到广泛应用。

3.4 化学分析法与ICP分析法在分析合金时的差异

作为相对传统标准的确定物质含量方法的化学分析法，虽然测定的数据比较准确，但是过程相对繁琐，耗时较长，而且，对于合金中含有的微量元素灵敏度不高，尤其是，由于合金中成分组成比较复杂，在这种情况下，再使用化学分析法测定会增加测量难度。ICP分析法，其准确度与化学分析法相比，差别不大，且得出的微量元素的测定值与化学分析法的准确值相吻合，并且能对合金中含有的多种元素同时进行分析。

4 结语

综上所述，为减少钢铁材料分析数据误差，应加强对各个影响因素的控制。可以通过统一分析方法、仪器设备的校正、提高检验人员素质、检验结果和数据的处理等措施来保正分析数据的准确性，从而减少误差。

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（作者单位：东北特殊钢集团中心试验室）