强调：
高纯石英中七种微量元素（Al、Ca、Fe、K、Mg、Na 和 Ti）的新型 CRM 的制备和认证
由巴巴原子研究中心 (BARC) 国家材料成分表征中心 (NCCCM) 和 CSIR-国家物理实验室 (NPL) 开发
ICP-AES 方法准确测定石英中痕量元素的验证
对 CRM 材料进行彻底的均质性和稳定性评估
根据 ISO 指南通过实验室间比较练习 (ILCE) 进行数值认证
介绍
高纯度石英是一种重要材料，具有多种应用，从光波导和光伏器件到频率控制应用。痕量杂质的存在，即使是极小的水平，也会显着影响最终产品的质量和性能。因此，准确测定高纯石英中的痕量元素浓度对于质量控制和表征至关重要。
为了确保分析结果的可靠性和可比性，有证标准物质（CRM）必不可少。然而，石英中痕量元素缺乏基质匹配的 CRM 一直是一个长期存在的挑战。为了解决这个问题，巴巴原子研究中心 (BARC) 的国家材料成分表征中心 (NCCCM) 和 CSIR-国家物理实验室 (NPL) 合作开发和生产了一种新的 CRM，用于认证高浓度中的关键微量元素。纯度石英。
分析方法验证
该 CRM 开发的基础是验证 ICP-AES 测定石英样品中 Al、Ca、Fe、K、Mg、Na 和 Ti 的方法。该方法包括使用氢氟酸和硫酸溶解二氧化硅基质，然后使用 ICP-AES 定量痕量元素。
该方法在选择性、线性、灵敏度、检测限 (LOD) 和定量 (LOQ)、准确度和精密度方面经过彻底验证。选择性评估确保每种分析物在选定波长下不存在明显的基质干扰。在所需浓度范围内建立线性，并确定每种元素的灵敏度（表示为校准图的斜率）。
LOD 和 LOQ 值是根据程序空白分析计算得出的，结果发现它们适合测定所需水平的目标分析物。该方法的准确性通过加标和回收实验进行了评估，结果表明所有元素的回收率在 96-102% 之间。大多数分析物的精度（以重复分析的相对标准偏差 (RSD) 表示）在 2% 以内。
为了进一步验证该方法的可靠性，作者分析了高纯度二氧化硅 CRM (BCS 313/2)，发现获得的值与认证值之间非常吻合，没有统计学上的显着差异。
均匀性评估
均质性是 CRM 生产的关键要求，因为它确保材料的代表性和分析结果的可比性。作者按照 ISO 指南 35 的指导方针进行了彻底的同质性评估。
首先，确定采样常数 (Ks)，以确定可靠分析所需的最小样本摄入量。 Ks 值范围为 0.019 g（Mg）到 0.081 g（Al），表明材料在 0.1 g 左右的样品中是均匀的。
然后通过分析 30 个重复样品（10 个瓶子，每瓶 3 个重复）来评估瓶内和瓶间的均匀性。方差分析 (ANOVA) 显示所有分析物的瓶内和瓶间方差没有显着差异，证实了所制备材料的均质性。
实验室间比较活动 (ILCE) 和认证 为了分配认证值，ILCE 被组织起来，涉及六个合格的实验室，包括 NABL（国家测试和校准实验室认可委员会）认可的实验室和国家计量研究所 (NPL)。参与实验室使用各种技术（例如 ICP-AES、FAAS 和 TXRF）来表征属性值。
指定的属性值是使用加权平均方法计算的，其中对具有较高相关不确定性的结果给予更多权重。 Zeta (z) 分数的评估证明了这种方法的合理性，这表明参与实验室报告了准确的结果以及适当的不确定性估计。
表 1 列出了七种微量元素的认证值及其扩展的不确定性（k=2，95% 置信水平）。
Table 1: Certified Values of the Quartz CRM
Element | Element Certified Value ± Expanded Uncertainty (k=2) (mg/kg) |
Al | 1181 ± 96 |
Ca | 58 ± 8 |
Fe | 81 ± 9 |
K | 558 ± 35 |
Mg | 20 ± 3 |
Na | 249 ± 16 |
Ti | 17 ± 3 |
认证值的综合不确定性包括单位间同质性 (ubb) 和 ILCE 的表征研究 (uchar) 的贡献。其他不确定性成分，例如长期和短期稳定性，被发现可以忽略不计。
稳定性评估
从 2015 年到 2020 年，每年都会评估认证属性值的稳定性。使用 ISO 指南 35 中指定的标准将观测值与认证值进行比较，发现材料在规定的不确定性范围内保持稳定，如表 2 中列出了低 Zeta (ζ) 分数（全部 < 2）。
Table 2: Stability Assessment of the Quartz CRM over the Years
Year | Al (mg/kg) | Ca (mg/kg) | Fe (mg/kg) | Mg (mg/kg) | K (mg/kg) | Na (mg/kg) | Ti (mg/kg) |
2015 | 1171 ± 29 (-0.2) | 64.3 ± 2.1 (1.5) | 79.3 ± 2.4 (-0.4) | 20.0 ± 1.3 (0.0) | 569 ± 22 (0.5) | 252 ± 20 (0.2) | 16.3 ± 1.4 (-0.4) |
2016 | 1232 ± 32 (1.0) | 63.3 ± 2.3 (1.3) | 83.3 ± 2.8 (0.5) | 19.7 ± 1.6 (-0.2) | 546 ± 27 (-0.5) | 247 ± 16 (-0.2) | 15.4 ± 1.1 (-1.0) |
2017 | 1119 ± 24 (-1.3) | 64.2 ± 2.0 (1.5) | 75.2 ± 2.5 (-1.2) | 21.1 ± 1.2 (0.7) | 587 ± 25 (1.3) | 256 ± 17 (0.6) | 19.3 ± 0.5 (1.5) |
2018 | 1210 ± 30 (0.6) | 65.7 ± 2.4 (1.8) | 78.2 ± 2.7 (-0.6) | 21.6 ± 1.0 (1.0) | 543 ± 20 (-0.7) | 263 ± 15 (1.3) | 17.9 ± 1.1 (0.6) |
2019 | 1273 ± 25 (1.9) | 62.3 ± 1.8 (1.0) | 80.8 ± 1.5 (-0.04) | 21.4 ± 0.8 (0.9) | 563 ± 30 (0.2) | 247 ± 14 (-0.2) | 17.5 ± 1.2 (0.3) |
2020 | 1093 ± 30 (-1.7) | 61 ± 2 (0.7) | 77.1 ± 2.5 (-0.8) | 20.4 ± 1 (0.3) | 561 ± 39 (0.1) | 235 ± 15 (-1.3) | 17.0 ± 1.0 (0.0) |
这些值以平均值±扩展不确定性的形式表示（k=2）； Zeta (z) 分数在括号中给出。
意义及应用
这种用于高纯度石英中痕量元素的新型认证标准物质的开发是分析化学领域的一个重要里程碑。特征明确、矩阵匹配的 CRM 的可用性将对以下领域产生深远影响：
分析方法的验证：CRM 可用于验证用于测定石英样品中痕量元素的各种分析技术的准确性和性能，例如 ICP-AES、FAAS 和 TXRF。
校准和可追溯性：CRM的认证值可追溯至国际单位制（SI），可用于校准分析仪器并建立实验室结果的计量溯源性，确保测量在空间和时间上的可比性。
质量控制和保证：CRM 可用作质量控制工具来监控分析实验室的性能并确保其结果的可靠性，特别是在高纯度石英生产和表征的情况下。
研究与开发：该 CRM 的推出将有助于对石英中微量元素的分布和地球化学意义进行更准确、更可靠的研究，从而为了解石英样品的岩石成因历史和来源提供有价值的见解。
结论
巴巴原子研究中心（BARC）国家材料成分表征中心（NCCCM）和CSIR-国家物理实验室（NPL）成功开发并认证了七种微量元素（Al、Ca、Fe、K、高纯度石英中的镁、钠和钛）。该 CRM 是在严格验证分析方法、彻底的同质性和稳定性评估以及根据 ISO 指南进行实验室间比较之后生成的。
认证值及其扩大的不确定性为参与高纯度石英表征的分析界提供了可靠的参考。该 CRM 将在确保分析结果的准确性、可追溯性和可比性方面发挥至关重要的作用，最终有助于石英基材料和产品的质量控制和开发。该 CRM 的成功开发展示了印度国家实验室为解决基质匹配参考材料的缺乏并增强该国分析能力的合作努力。
Comments