JJF 2060-2023 亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制

中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制2023-06-30發(fā)布JJF2060—2023亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制ProductionofSub-micronandNanometerParticleSizeReferenceMaterialsJJF2060—2023歸口單位:全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)主要起草單位:國(guó)家納米科學(xué)中心中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院參加起草單位:北京市理化分析測(cè)試中心北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院本規(guī)范委托全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋JJF2060—2023本規(guī)范主要起草人:樸玲鈺(國(guó)家納米科學(xué)中心)常懷秋(國(guó)家納米科學(xué)中心)任玲玲(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)劉俊杰(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)參加起草人:王海(中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)高峽(北京市理化分析測(cè)試中心)趙曉寧(北京市計(jì)量檢測(cè)科學(xué)研究院)JJF2060—2023Ⅰ引言 (Ⅱ)1范圍 (1)2引用文件 (1)3術(shù)語(yǔ)和定義 (1)4通用要求 (2)5候選物的選取、制備和分裝 (3)6均勻性評(píng)估 (3)7穩(wěn)定性評(píng)估 (3)8定值 (4)9不確定度評(píng)定 (5)10定值結(jié)果表示 (5)11包裝和貯存 (6)12研制報(bào)告 (6)13證書(shū) (6)附錄A不確定度的評(píng)定示例 (7)附錄B亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值的計(jì)量溯源圖示例 (14)JJF2060—2023Ⅱ亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)屬于納米計(jì)量范疇,其研制受到廣泛關(guān)注。制定亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制規(guī)范,對(duì)推動(dòng)我國(guó)亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制工作及納米材料的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與成果轉(zhuǎn)化,具有重要意義。本規(guī)范規(guī)定了亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制過(guò)程中候選物的選取與分裝、均勻性評(píng)估、穩(wěn)定性評(píng)估、定值及其不確定度評(píng)定、定值結(jié)果表示、包裝和存儲(chǔ)、研制報(bào)告和證書(shū)的基本原則和要求。本規(guī)范的編寫(xiě)符合JJF1343《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值及均勻性、穩(wěn)定性評(píng)估》和JJF1342《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制(生產(chǎn))機(jī)構(gòu)通用要求》的要求,并結(jié)合了亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特點(diǎn)制定。使用本規(guī)范時(shí),應(yīng)同時(shí)執(zhí)行上述相關(guān)規(guī)范。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2060—20231亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制1范圍本規(guī)范規(guī)定了亞微米及納米級(jí)顆粒(球形顆粒)粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選物的選取和分裝、均勻性評(píng)估、穩(wěn)定性評(píng)估、定值及其不確定度評(píng)定、包裝與存儲(chǔ)、研制報(bào)告和證書(shū)的要求。本規(guī)范適用于采用電子顯微成像技術(shù)和原子力顯微成像技術(shù)定值的亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制,也可為其他顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制提供參考。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJF1001通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1005標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通用術(shù)語(yǔ)和定義JJF1059.1測(cè)量不確定度評(píng)定與表示JJF1186標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)和標(biāo)簽要求JJF1218標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制報(bào)告編寫(xiě)規(guī)則JJF1342標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制(生產(chǎn))機(jī)構(gòu)通用要求JJF1343標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值及均勻性、穩(wěn)定性評(píng)估GB/T16418顆粒系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)GB/T21649.1粒度分析圖像分析法第1部分:靜態(tài)圖像分析法(ISO13322-1,MOD)GB/T29022粒度分析動(dòng)態(tài)光散射法(DLS)(ISO22412,IDT)GB/T32269納米科技納米物體的術(shù)語(yǔ)和定義納米顆粒、納米纖維和納米片(ISO27687,IDT)GB/T33714納米技術(shù)納米顆粒尺寸測(cè)量原子力顯微術(shù)ISO15900氣溶膠顆粒的粒度分布微分電遷移率分析方法(Determinationofparticlesizedistribution—Differentialelectricalmobilityanalysisforaerosolparticles)凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語(yǔ)和定義JJF1005、GB/T16418、GB/T21649.1、GB/T32269中界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本規(guī)范。3.1亞微米顆粒sub-micronparticle三個(gè)維度的外部尺寸都在0.1μm~1.0μm范圍的固體顆粒。JJF2060—202323.2納米尺度nanoscale處于1nm~100nm之間的尺寸范圍。[來(lái)源:GB/T32269,2.1]注:本定義中引入下限(約1nm)的目的是為了避免將單個(gè)原子或原子團(tuán)簇認(rèn)為是納米物體或納米結(jié)構(gòu)單元。3.3納米顆粒nanoparticle三個(gè)維度的外部尺寸都在納米尺度的納米物體。[來(lái)源:GB/T32269,4.1]注:如果納米物體最長(zhǎng)軸和最短軸的長(zhǎng)度差別顯著(大于3倍)時(shí),應(yīng)當(dāng)用納米棒或納米片來(lái)代替納米顆粒。3.4灰度圖像greyimage每個(gè)像素有不同灰度等級(jí)的圖像。[來(lái)源:GB/T21649.1,3.1.8]3.5閾值threshold將物像從背景中區(qū)分出來(lái)設(shè)置的灰度等級(jí)。[來(lái)源:GB/T21649.1,3.1.13]3.6分割segmentation將樣品進(jìn)行細(xì)分或?qū)⑵浞殖刹煌糠?。[來(lái)源:GB/T21649.1,3.1.12]4通用要求4.1亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制前應(yīng)開(kāi)展策劃工作,考慮的內(nèi)容包括:標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制的意義、可行性,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的類型、用途、研制及使用環(huán)境,測(cè)量結(jié)果的計(jì)量溯源性、標(biāo)準(zhǔn)值和目標(biāo)不確定度,以及均勻性、穩(wěn)定性、有效期、安全性、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)取?.2與其他的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相比,納米顆粒具有一定特異的功能特性,應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、電子設(shè)備和生物傳感等高科技領(lǐng)域。因此,納米顆粒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選物的選擇還需考慮功能特性和應(yīng)用前景。4.3為確保微納米尺度顆粒粒度均勻和穩(wěn)定,亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)明確獲取途徑或合成過(guò)程,保證批次穩(wěn)定性和重復(fù)性。4.4亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性更易受環(huán)境條件的影響發(fā)生團(tuán)聚,研制者應(yīng)考慮標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的長(zhǎng)期和運(yùn)輸穩(wěn)定性,建立長(zhǎng)期穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)計(jì)劃,并有持續(xù)改進(jìn)的機(jī)制,需要時(shí)可收集用戶反饋。4.5亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所涉及的顆粒材質(zhì)眾多,尺寸范圍較大,應(yīng)用面廣,為保證量值溯源途徑可靠及量值準(zhǔn)確,目前推薦采用電子顯微成像技術(shù)或原子力顯微成像技術(shù)對(duì)亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定值。定值前,應(yīng)開(kāi)展儀器校準(zhǔn)與測(cè)量程序正確度的確認(rèn),建議優(yōu)先使用計(jì)量溯源性清晰的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),如取得國(guó)際計(jì)量互認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和國(guó)家計(jì)量行政主管部門批準(zhǔn)頒布的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。4.6亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)配有證書(shū),注明與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)使用相關(guān)的重要信息,包括但不限于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的基本特性、定值、不確定度等。JJF2060—202335候選物的選取、制備和分裝5.1應(yīng)選擇粒度分布相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于10%、均勻性初檢和穩(wěn)定性初檢結(jié)果符合要求的樣品?？梢允巧逃没a(chǎn)品,定制或自主制備的、能夠復(fù)制的樣品。5.2同一批次的粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選物應(yīng)有足夠的量,以滿足定值、均勻性、穩(wěn)定性等評(píng)估及持續(xù)供應(yīng)的需求。5.3采用適當(dāng)?shù)姆椒ù_保粉體或懸濁液候選物分裝前和分裝過(guò)程中混合均勻。對(duì)于懸濁液候選物,需要選擇合適的稀釋液。根據(jù)實(shí)際需求,確定單元包裝量。6均勻性評(píng)估6.1應(yīng)選擇不低于定值測(cè)量程序精密度的測(cè)量程序進(jìn)行均勻性評(píng)估,可選擇但不局限于表1所列測(cè)量方法。6.2亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性評(píng)估,可根據(jù)GB/T21649.1確定最少測(cè)量顆粒數(shù)量。6.3均勻性評(píng)估的顆粒測(cè)試數(shù)量應(yīng)與定值數(shù)量盡量保持一致。6.4應(yīng)根據(jù)JJF1343程序進(jìn)行均勻性評(píng)估,如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和不確定度評(píng)定等。應(yīng)考慮瓶?jī)?nèi)均勻性。表1顆粒粒度均勻性評(píng)估測(cè)量方法及適用范圍中文名稱英文名稱測(cè)量范圍測(cè)量的目標(biāo)值適用樣品參考技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)掃描電子顯微術(shù)microscopy(SEM)1nm~1μm直徑粉末、分散在液體中顆粒物GB/T21649.1透射電子顯微術(shù)0.2nm~200nm直徑粉末、分散在液體中顆粒物GB/T21649.1原子力顯微術(shù)atomicforcemicros-copy(AFM)1nm~1μm顆粒高度值粉末、分散在液體中顆粒物GB/T33714—2017GB/T21649.1動(dòng)態(tài)光散射dynamiclightscat-tering(DLS)1nm~1μm(水化直徑)粉末、分散在液體中顆粒物GB/T29022微分電遷移率分析differentialmobilityanalyzing(DMA)1nm~1μm氣溶膠直徑氣體中的顆粒ISO159007穩(wěn)定性評(píng)估7.1應(yīng)選擇不低于定值測(cè)量程序精密度的測(cè)量程序進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估。7.2穩(wěn)定性評(píng)估的顆粒測(cè)試數(shù)量與定值數(shù)量盡量保持一致。7.3亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的形態(tài)多樣,有粉體、液體等,穩(wěn)定性評(píng)估應(yīng)考慮長(zhǎng)期穩(wěn)定性和運(yùn)輸穩(wěn)定性。運(yùn)輸穩(wěn)定性評(píng)估的試驗(yàn)條件應(yīng)根據(jù)樣品預(yù)期運(yùn)輸條件等情況具體制定。注:對(duì)于粉體類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),宜考察顛簸和高濕度的影響;對(duì)于懸浮液類標(biāo)物,宜考察高溫和光照的影響。JJF2060—202347.4應(yīng)采用經(jīng)典穩(wěn)定性評(píng)估,并根據(jù)JJF1343開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和不確定度評(píng)估等。7.5應(yīng)根據(jù)長(zhǎng)期和運(yùn)輸穩(wěn)定性評(píng)估結(jié)果確定樣品的最終貯存條件和運(yùn)輸條件,并在證書(shū)中注明。8定值8.1定值要求8.1.1定值測(cè)量程序應(yīng)滿足計(jì)量溯源性要求,將亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的粒度量值溯源至SI單位,參見(jiàn)JJF1343的要求。8.1.2亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值主要采用表1所列的前三種顯微分析技術(shù),針對(duì)不同粒度、不同材質(zhì)及應(yīng)用領(lǐng)域,定值測(cè)量程序可選擇其中一種或幾種。采用不同測(cè)量程序定值時(shí),應(yīng)分別給出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。注:雖然掃描電子顯微術(shù)、透射電子顯微術(shù)、原子力顯微術(shù)給出的都是數(shù)均粒徑,序定值時(shí),定值結(jié)果不能合并,應(yīng)分別給出。8.1.3定值模式可參照J(rèn)JF1343進(jìn)行。根據(jù)研制目標(biāo)和定值方法,可選擇不同的方式定值。8.2計(jì)量溯源性要求針對(duì)亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值選用掃描電子顯微術(shù)、透射電子顯微術(shù)和原子力顯微術(shù),所得到的測(cè)量結(jié)果應(yīng)具有計(jì)量溯源性,表2給出了主要定值方法的溯源途徑。表2定值方法的溯源途徑定值方法可選用的計(jì)量溯源途徑掃描電子顯微術(shù)1.采用通過(guò)測(cè)微尺溯源的計(jì)量設(shè)備,使結(jié)果可溯源至SI單位;2.使用標(biāo)準(zhǔn)柵格或粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)放大倍數(shù),使結(jié)果可溯源至SI單位透射電子顯微術(shù)數(shù),使結(jié)果可溯源至SI單位原子力顯微術(shù)1.采用具有測(cè)微尺溯源的計(jì)量設(shè)備,使結(jié)果可溯源至SI單位;2.使用臺(tái)階高度、標(biāo)準(zhǔn)柵格或粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)儀器,使結(jié)果可溯源至SI單位8.3定值前試樣處理8.3.1亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值方法不同,樣品制備時(shí)對(duì)基底要求不同。掃描電子顯微術(shù)需使用硅片,原子力顯微術(shù)需使用硅片或云母片,透射電子顯微術(shù)需使用帶膜銅網(wǎng)。8.3.2亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為粉體時(shí),需根據(jù)樣品材質(zhì)選擇合適的分散JJF2060—20235式中:D—粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)粒徑的標(biāo)準(zhǔn)值或認(rèn)定值,μm或nm;劑式中:D—粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)粒徑的標(biāo)準(zhǔn)值或認(rèn)定值,μm或nm;8.3.3亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為懸濁液時(shí),需根據(jù)樣品材質(zhì)選擇合適的稀釋液,將樣品進(jìn)一步稀釋分散,適當(dāng)進(jìn)行超聲處理后將稀釋液滴于硅片、云母片或帶膜銅網(wǎng)上并自然干燥,使顆粒在基底上分散。8.4定值測(cè)量程序與圖像處理8.4.1定值過(guò)程需參照定值方法的技術(shù)要求而定。8.4.1.1當(dāng)采用掃描電子顯微術(shù)進(jìn)行定值時(shí),需確保樣品安裝要有良好的電接觸、合適的加速電壓和電子束電流,并對(duì)電子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)中調(diào)整、消除像散、正焦下拍照,得到清晰的灰度圖像,使長(zhǎng)度標(biāo)記敏銳。8.4.1.2當(dāng)采用透射電子顯微術(shù)進(jìn)行定值時(shí),需對(duì)透射電子顯微鏡電子光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)中調(diào)整,盡可能消除像散,調(diào)節(jié)欠焦值,得到清晰的灰度圖像,使長(zhǎng)度標(biāo)記敏銳。8.4.1.3當(dāng)采用原子力顯微術(shù)進(jìn)行定值時(shí),需注意原子力顯微鏡中探針的力學(xué)參數(shù)、掃描條件、基底的高低起伏等對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,盡可能消除針尖假象,獲得清晰的灰度圖像,使長(zhǎng)度標(biāo)記敏銳。具體操作可參考GB/T33714。8.4.2圖像處理應(yīng)包括圖像分割、閾值設(shè)定。具體操作可參照GB/T21649.1執(zhí)行。8.4.3可根據(jù)GB/T21649.1確定最少測(cè)量顆粒數(shù)量。8.4.4當(dāng)采用獨(dú)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行定值時(shí),建議由具有同等測(cè)量能力的實(shí)驗(yàn)室對(duì)其定值結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。9不確定度評(píng)定9.1亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的不確定度通常由3部分組成:均勻性引入的不確定度、穩(wěn)定性引入的不確定度和定值引入的不確定度。其中定值引入的不確定度包含但不限于樣品重復(fù)測(cè)量引入的不確定度以及儀器設(shè)備校準(zhǔn)引入的不確定度。不確定度評(píng)定應(yīng)符合JJF1059.1和JJF1343要求。9.2不同定值測(cè)量程序的不確定度評(píng)定應(yīng)根據(jù)具體定值測(cè)量模型進(jìn)行分析。本規(guī)范僅以透射電鏡分析方法為例,給出不確定度的分析過(guò)程,參見(jiàn)附錄A。10定值結(jié)果表示亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通過(guò)顯微成像技術(shù)定值得到的結(jié)果是數(shù)量均值粒徑,即樣品中全部測(cè)試顆粒的直徑和除以顆粒數(shù)得到的顆粒平均直徑。定值結(jié)果表示為:標(biāo)準(zhǔn)值±擴(kuò)展不確定度,由公式(1)表示,擴(kuò)展不確定度可由公式(2)得到:D±UCRM(1)UCRM=k·uc(2)UCRM—標(biāo)準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度,μm或nm;k—包含因子,k取值應(yīng)說(shuō)明其來(lái)源;JJF2060—20236uc—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,μm或nm。如需要,可以給出相對(duì)擴(kuò)展不確定度,用Urel表示,由公式(3)表示:Urel(3)式中:Urel—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)擴(kuò)展不確定度,%。注:根據(jù)粒徑算法的不同也可給出體積平均粒徑、中值粒徑等。11包裝和貯存11.1包裝應(yīng)滿足該標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的預(yù)期用途。一般情況下應(yīng)選用密封性好、便于使用和品質(zhì)良好的玻璃瓶或中高密度的聚乙烯瓶包裝;對(duì)于與空氣接觸易氧化、易吸附水分,從而引起孔塌陷等導(dǎo)致變質(zhì)的納米顆粒,建議使用高純氬氣或氮?dú)獾榷栊詺怏w進(jìn)行封裝儲(chǔ)存。11.2最小包裝單元應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用需求確定。11.3最小包裝單元應(yīng)貼有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)簽,標(biāo)簽的內(nèi)容應(yīng)符合JJF1186的要求。11.4應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)估結(jié)果,選擇有利于維持其參數(shù)特性的貯存條件,比如低溫、避光、潔凈等環(huán)境條件。12研制報(bào)告12.1研制報(bào)告應(yīng)符合JJF1218的要求。12.2研制報(bào)告應(yīng)描述亞微米及納米級(jí)顆粒粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制的全過(guò)程,并提供顯微分析圖像及充分的測(cè)量數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析信息。13證書(shū)13.1證書(shū)應(yīng)符合JJF1186的要求。13.2證書(shū)應(yīng)包含使用要求,包括最小取樣量、是否一次性使用、低溫或避光等特定存放要求、盡快取樣并及時(shí)恢復(fù)保存條件、避免污染等信息,還應(yīng)包含具體的取樣步驟,保證量值準(zhǔn)確,方便用戶使用。13.3證書(shū)應(yīng)包含測(cè)試過(guò)程中的最小測(cè)量顆粒數(shù)。13.4證書(shū)中應(yīng)根據(jù)不同定值方法給出對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值,粒度分布圖作為信息給出。JJF2060—20237 附錄A 不確定度的評(píng)定示例(納米二氧化鈦粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果的不確定度評(píng)定示例)A.1測(cè)量方法依據(jù)JY/T0581—2020《透射電子顯微鏡分析方法通則》的分析步驟,采用透射電子顯微鏡對(duì)納米二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定值。A.2測(cè)量模型根據(jù)JJF1001中測(cè)量模型的定義,使用透射電子顯微鏡直接獲得包含納米二氧化鈦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)粒徑信息的形貌像圖像,對(duì)圖像直接測(cè)量得到粒徑尺寸D,因此測(cè)量模型為:式中:y=D±k·uc(A式中:D—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值或認(rèn)定值,μm或nm;k—包含因子;uc—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,μm或nm。A.3納米二氧化鈦粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值結(jié)果A.3.1納米TiO2粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值采用透射電鏡(TEM)測(cè)量法進(jìn)行定值。A.3.2定值前,對(duì)定值用電鏡進(jìn)行校準(zhǔn),用單晶硅的(111)晶面間距和超晶格層間距來(lái)校準(zhǔn)TEM的放大倍率。A.3.3參照GB/T21649.1的相關(guān)要求,確定統(tǒng)計(jì)顆粒數(shù)1000個(gè),提供12組定值數(shù)據(jù)后,根據(jù)公式(A.2)與(A.3)分別計(jì)算單次測(cè)量顆粒粒度與定值顆粒粒度。以樣品編號(hào)TiO2-100的粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例,結(jié)果見(jiàn)表A.1。D=Di(A.2)D=式中:DN(A.3)D—單次測(cè)量顆粒的平均粒徑,nm;Di—單個(gè)粒子的粒徑,nm;n—單次測(cè)量統(tǒng)計(jì)顆粒數(shù)目;N—測(cè)量次數(shù);D—N次測(cè)量的平均粒徑值,nm。8樣品編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)偏差A(yù).4.1納米二氧化鈦粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)TEM定值引入的不確定度定值過(guò)程中的不確定度由兩大部分構(gòu)成：由TiO?-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)粒度重復(fù)測(cè)量引入；由TEM校準(zhǔn)引入，主要包括高倍校準(zhǔn)引入的不確定度、低倍校準(zhǔn)引入的不確定度A.4.1.1顆粒粒徑測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度TiO?-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均重復(fù)測(cè)量了12次，每次統(tǒng)計(jì)1000個(gè)以上顆粒，測(cè)量結(jié)果見(jiàn)計(jì)算TiO?-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度為0.4nm。本實(shí)驗(yàn)采用的是由單晶硅晶面間距進(jìn)行高倍率校準(zhǔn)，傳倍率和低倍率時(shí)都考慮了閾值設(shè)定。具體定值實(shí)驗(yàn)室JJF2060—20239通過(guò)以上分析計(jì)算可得TEM放大倍率校準(zhǔn)引入的不確定度為0.7nm,具體計(jì)算過(guò)程略。A.4.1.3定值引入的不確定度通過(guò)以上分析,將不確定度分量合成,獲得TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值引入的不確定度Sy為0.8nm。A.4.2納米二氧化鈦粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性評(píng)估引入的不確定度A.4.2.1方差分析法評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性根據(jù)JJF1343,對(duì)TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性進(jìn)行評(píng)估。按照隨機(jī)數(shù)表隨機(jī)抽取15個(gè)單元,每個(gè)單元進(jìn)行3次測(cè)量見(jiàn)表A.2。本示例采用方差分析法評(píng)估樣品的均勻性,此方法是通過(guò)組間方差和組內(nèi)方差的比較來(lái)判斷各組測(cè)量值之間有無(wú)系統(tǒng)誤差。如果二者的比值小于統(tǒng)計(jì)研究的臨界值,則認(rèn)為樣品是均勻的。經(jīng)過(guò)計(jì)算TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是均勻的。表A.2TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性評(píng)估統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)nm單元測(cè)量次數(shù)平均1231126.4126.1127.4126.62126.7126.7127.1126.83126.5126.3125.6126.24127.0127.1126.5126.95127.0127.4127.3127.26126.9127.7127.4127.37127.5127.7126.1127.18126.7125.7126.9126.49126.6127.4127.4127.110126.5127.0126.9126.811125.9125.5126.9126.112127.8125.8126.0126.513125.7127.4125.2126.114125.3126.9126.2126.115125.3126.4126.3126.0A.4.2.2均勻性引入的不確定度根據(jù)JJF1343中的要求,組間標(biāo)準(zhǔn)偏差(s1)和組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)偏差(s2),對(duì)樣品的均勻性引起的不確定度進(jìn)行評(píng)定,估算由樣品的不均勻性引入的不確定度SH為0.2nm。A.4.3納米二氧化鈦粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性評(píng)估引入的不確定度本示例以1年考察期進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性評(píng)估，實(shí)際工作中應(yīng)根據(jù)正文要求。TiO?-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分散性良好，符合JJF1343。長(zhǎng)期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)匯總于表A.3。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，將TiO?-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)作穩(wěn)定性曲線以及±2SD區(qū)間線，觀察在抽檢的時(shí)間范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的特性量值是否出現(xiàn)隨時(shí)間的變化而單調(diào)升高或單調(diào)降低的趨勢(shì)，結(jié)果如圖A.2所示。從圖中可以看出，在所考察的時(shí)間范圍內(nèi)，沒(méi)有出現(xiàn)隨時(shí)間變化而單調(diào)升高或單調(diào)降低的趨勢(shì)。定性地看，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在抽檢時(shí)間內(nèi)是穩(wěn)定的。檢測(cè)日期穩(wěn)定時(shí)間月統(tǒng)計(jì)粒徑溫度℃相對(duì)濕度%013579時(shí)間/月JJF2060—202311A.4.3.2長(zhǎng)期穩(wěn)定性引入的不確定度將表A.3中數(shù)據(jù),以x代表穩(wěn)定時(shí)間,以D代表粒徑值,擬合成一條直線。平均值為:x=xi=5.3D=Di=126.9直線的斜率:(xi-x)(Di-D)b1-0.003(xi-x)2直線的截距為:b0=D-b1x=126.9直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差由下式計(jì)算:(Di-b0-bixi)2s20.06直線的標(biāo)準(zhǔn)偏差:斜率的不確定度為斜率的不確定度為:Sb10.023(xi-x)2查表,自由度為n-2和置信t9n為20.1.t5,n-2=2.57,則月內(nèi).003<t0.95,n-2·Sb1,故斜率是不顯著的,TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在12個(gè)St1=Sb1·St1=Sb1·t=0.3nmA.4.3.3運(yùn)輸穩(wěn)定性評(píng)估TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的運(yùn)輸穩(wěn)定性來(lái)源于樣品運(yùn)輸過(guò)程中所引入的不確定度(如儲(chǔ)存濕度與運(yùn)輸濕度的差異,以及運(yùn)輸途中顛簸對(duì)樣品的影響)。其他樣品根據(jù)樣品性質(zhì)需要時(shí)可增加高溫條件下的運(yùn)輸穩(wěn)定性評(píng)估。a)分別抽取TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的1個(gè)分裝單元,將其從某地寄到某地再寄回,經(jīng)歷11天時(shí)間。之后在每個(gè)樣品的不同部位測(cè)量3次,考察在整個(gè)運(yùn)輸途中顛簸對(duì)樣品穩(wěn)定性的影響。所測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表A.4。JJF2060—202312表A.4顛簸對(duì)TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)穩(wěn)定性影響考察樣品編號(hào)時(shí)間測(cè)量值nm平均值nm標(biāo)準(zhǔn)偏差nm測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度TiO2-100從某地寄出前126.5,126.8,126.3126.50.30.2nm寄回某地后126.5,127.0,126.6126.70.30.2nm根據(jù)公式A.5,判斷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中顛簸對(duì)其粒徑的影響。D1-D0≤ku+u式中:D0—樣品從某地寄出前的平均粒徑,nm;D1—樣品寄回某地后的平均粒徑,nm;0—的不確定度,nm;u1—寄回后重復(fù)測(cè)量引入的不確定度,nm。(A.5)根據(jù)(A.5)得到D1-D0=0.2nm,ku+u02=0.5nm,由于D1-D0<k,所以運(yùn)輸前后樣品的平均粒徑?jīng)]有明顯變化,表明運(yùn)輸過(guò)程中顛簸對(duì)TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的粒徑無(wú)影響。b)將TiO2-100標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)置于高濕度(90%以上)環(huán)境下兩周時(shí)間,模擬運(yùn)輸過(guò)程中高濕度引起的運(yùn)輸穩(wěn)定性,每次抽取