JJF 2135-2024 物理吸附儀校準(zhǔn)規(guī)范

中華人民共和國國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF2135—2024物理吸附儀校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationforPhysisorptionAnalyzers2024-06-14發(fā)布2024-12-14實(shí)施國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布JJF2135—2024物理吸附儀校準(zhǔn)規(guī)范CalibrationSpecificationfor氵氵氵氵氵氵氵氵廣氵氵氵氵氵氵氵氵廣氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵廣JJF2135—2024廣氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵氵廣歸口單位:全國新材料與納米計(jì)量技術(shù)委員會(huì)主要起草單位:中國計(jì)量科學(xué)研究院陜西省計(jì)量科學(xué)研究院參與起草單位:上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院北京市計(jì)量檢測科學(xué)研究院本規(guī)范委托全國新材料與納米計(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋JJF2135—2024本規(guī)范主要起草人:王海(中國計(jì)量科學(xué)研究院)王梅玲(中國計(jì)量科學(xué)研究院)于得水(陜西省計(jì)量科學(xué)研究院)參加起草人:吳立敏(上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院)黃志凡(深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院)趙曉寧(北京市計(jì)量檢測科學(xué)研究院)任丹華(中國計(jì)量科學(xué)研究院)JJF2135—2024Ⅰ引言 1范圍 (1)2引用文件 (1)3概述 (1)4計(jì)量特性 (1)5校準(zhǔn)條件 (2)5.1環(huán)境條件 (2)5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備 (2)5.3校準(zhǔn)前檢查和準(zhǔn)備 (2)6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法 (2)6.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選擇和脫氣處理 (2)6.2比表面積示值誤差及重復(fù)性 (3)6.3總孔容示值誤差及重復(fù)性 (4)6.4平均孔徑示值誤差及重復(fù)性 (5)6.5最可幾孔徑示值誤差及重復(fù)性 (5)6.6微孔孔容示值誤差及重復(fù)性 (6)6.7微孔孔徑示值誤差及重復(fù)性 (7)7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá) (8)8復(fù)校時(shí)間間隔 (8)附錄A比表面積示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例 (9)附錄B總孔容(微孔孔容)示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例 (11)附錄C平均孔徑示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例 (13)附錄D最可幾孔徑(微孔孔徑)示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例 (15)JJF2135—2024ⅡJJF1001《通用計(jì)量術(shù)語及定義》、JJF1059.1《測量不確定度評(píng)定與表示》、JJF1071《國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則》和JJF1094《測量儀器特性評(píng)定》共同構(gòu)成支撐本規(guī)范制定工作的基礎(chǔ)性系列規(guī)范。本規(guī)范在制定過程中參考了GB/T19587—2017《氣體吸附BET法測定固態(tài)物質(zhì)比表面積》、GB/T21650.2—2008《壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度第2部分:氣體吸附法分析介孔和大孔》和GB/T21650.3—2011《壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度第3部分:氣體吸附法分析微孔》的相關(guān)內(nèi)容。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF2135—20241物理吸附儀校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于采用惰性氣體(通常為氮?dú)?、氬氣或氪?物理吸附原理、分析測量固體材料比表面積和孔隙度的物理吸附儀的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用下列文件:JJF1071—2010國家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則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概述物理吸附儀,也稱比表面積及孔隙度分析儀、比表面積及孔徑(分布)分析儀,用于分析測量分散的或多孔的固體材料的比表面積和孔隙度。物理吸附儀基于惰性氣體物理吸附原理進(jìn)行分析測量:將一定量的吸附氣體(惰性氣體氮?dú)狻鍤饣螂礆獾?引入處于恒定吸附溫度(液氮溫度77.35K、液氬溫度88.27K等)下的且盛有經(jīng)脫氣處理試樣的樣品管中,通過分析測量不同平衡吸附壓力下試樣的氣體吸附量或脫附量,得到試樣的氣體吸附量或脫附量與吸附氣體相應(yīng)的平衡吸附壓力(以相對(duì)壓力表示)之間的關(guān)系曲線(即吸附脫附等溫線),根據(jù)理論或數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到試樣的比表面積和孔隙度(包括總孔容、平均孔徑、最可幾孔徑和孔徑分布等)。根據(jù)惰性氣體物理吸附測量方法、程序等的不同,儀器可分為(靜態(tài)或流動(dòng))容量法、重量法和載氣法(也稱氣相色譜法)3種類型。物理吸附儀主要由樣品脫氣單元、供氣與氣路控制單元、真空單元、壓力控制和測量單元、溫度控制與測量單元、電路控制與數(shù)據(jù)采集單元等部分組成,其中脫氣單元既可與儀器集成在一起,也可是獨(dú)立的單元。4計(jì)量特性計(jì)量特性見表1。JJF2135—20242表1計(jì)量特性儀器適用測量對(duì)象吸附脫附等溫線類型校準(zhǔn)項(xiàng)目計(jì)量特性無孔或大孔材料類型Ⅱ比表面積重復(fù)性示值誤差介孔材料類型Ⅳ比表面積總孔容平均孔徑最可幾孔徑微孔材料類型Ⅰ微孔孔容微孔孔徑注:送校單位根據(jù)儀器性能和適用測量對(duì)象以及質(zhì)量控制目標(biāo),自行規(guī)定儀器計(jì)量特性的技術(shù)指標(biāo)要求。5校準(zhǔn)條件5.1環(huán)境條件5.1.1環(huán)境溫度(10~35)℃,相對(duì)濕度不大于80%。5.1.2儀器周圍無影響測量結(jié)果的振動(dòng)、沖擊、電磁場及其他干擾源等。5.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備5.2.1有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)根據(jù)送校單位要求的儀器計(jì)量特性技術(shù)指標(biāo),選用符合校準(zhǔn)溯源技術(shù)要求的、由國家計(jì)量行政部門批準(zhǔn)的惰性氣體物理吸附法比表面積和孔隙度(總孔容、平均孔徑、最可幾孔徑、微孔孔容、微孔孔徑)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。5.2.2電子天平容量法和載氣法儀器的校準(zhǔn)需要電子天平,要求分度值0.1mg和準(zhǔn)確度①級(jí)。重量法儀器通常內(nèi)置等臂梁微量天平,可以消除氣體浮力影響。5.2.3其他設(shè)備氣源(氦氣、氮?dú)?、氬氣或氪?純度不低于99.99%)、恒溫介質(zhì)(液氮或液氬,純度不低于99%)應(yīng)滿足儀器的使用要求。5.3校準(zhǔn)前檢查和準(zhǔn)備5.3.1儀器應(yīng)具有名稱、型號(hào)、制造廠、出廠編號(hào)等標(biāo)識(shí)。5.3.2校準(zhǔn)前,需確保儀器處于正常的工作狀態(tài),且沒有影響計(jì)量性能校準(zhǔn)的其他因素。如有必要,校準(zhǔn)前,儀器使用人員應(yīng)按照儀器廠商的要求和推薦方法,對(duì)儀器的歧管體積、溫度傳感器和壓力傳感器等單獨(dú)部件進(jìn)行自校準(zhǔn)。6校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法6.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選擇和脫氣處理6.1.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選擇JJF2135—20243根據(jù)送校單位要求的儀器計(jì)量特性技術(shù)指標(biāo),選用符合校準(zhǔn)溯源技術(shù)要求的合適國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。6.1.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣脫氣處理根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最小取樣量及被校儀器的樣品使用量要求,預(yù)先稱取適量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣。借助長頸漏斗等合適器具將標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣轉(zhuǎn)移入已準(zhǔn)確稱取質(zhì)量(m0)的潔凈干燥的空樣品管底部,應(yīng)避免標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣黏附于樣品管管壁上。將盛有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的樣品管緊密連接入集成的或單獨(dú)的脫氣單元,按照標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的脫氣處理要求(加熱速率、脫氣溫度、脫氣時(shí)間等)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣進(jìn)行真空脫氣或惰性氣體(通常為氮?dú)?氣氛下吹掃脫氣。待脫氣處理后的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣緩慢冷卻至室溫后,利用電子天平準(zhǔn)確稱取盛有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的樣品管質(zhì)量(m1)。6.1.3標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣質(zhì)量按照6.1.2脫氣完全后,盛有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的樣品管質(zhì)量與空樣品管質(zhì)量之差,即1-m0),并在后續(xù)分析測量時(shí)在儀器6.2比表面積示值誤差及重復(fù)性6.2.1校準(zhǔn)步驟將盛有脫氣完全的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的樣品管緊密連接到儀器的分析單元,檢查儀器載氣(氦氣)、吸附氣體(氮?dú)饣螂礆?和恒溫/冷卻介質(zhì)(液氮)且準(zhǔn)備就緒后,按照儀器操作說明書及所選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用要求對(duì)被校儀器的實(shí)驗(yàn)參數(shù)(包括樣品脫氣溫度和時(shí)間、脫氣處理后樣品質(zhì)量、吸附質(zhì)參數(shù)、吸附溫度和相對(duì)壓力等)進(jìn)行設(shè)置,儀器自動(dòng)采集吸附氣體不同相對(duì)壓力下的吸附質(zhì)比吸附量(載氣法時(shí)通常為脫附量)。利用BET方程擬合得到吸附質(zhì)的比單層吸附量,比單層吸附量與吸附氣體的分子橫截面積和阿伏伽德羅常數(shù)的乘積就等于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的儀器比表面積示值,可通過儀器操作軟件計(jì)算并給出。注:1通常在0.05~0.30相對(duì)壓力范圍內(nèi)均勻設(shè)置5個(gè)~11個(gè)相對(duì)壓力吸附實(shí)驗(yàn)點(diǎn)來采集數(shù)據(jù),采用BET方程進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合時(shí)應(yīng)使得線性相關(guān)系數(shù)優(yōu)于0.999。2分析測量比表面積小于1m2/g的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣時(shí),通常選擇液氮溫度下的氪氣吸附。選用相同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣,依次按照6.1.2、6.1.3和上述實(shí)驗(yàn)步驟再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)并記錄每次測量儀器的比表面積示值(αi),3次平行測量的算術(shù)平均值作為儀器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的測量結(jié)果(α)。6.2.2比表面積示值誤差按照公式(1)計(jì)算儀器的比表面積示值誤差(Δα):式中:Δα=α-αr(1)Δα—儀器的比表面積示值誤差,m2/g;α—儀器的比表面積3次示值平均值,m2/g;αr—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的比表面積標(biāo)準(zhǔn)值,m2/g。JJF2135—202446.2.3比表面積測量重復(fù)性按照公式(2)計(jì)算儀器的比表面積測量重復(fù)性(sα):sα=sα=(α-α)/C(2)sα—儀器的比表面積測量重復(fù)性,m2/g;αmax—儀器的比表面積3次示值中的最大值,m2/g;αmin—儀器的比表面積3次示值中的最小值,m2/g;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。根據(jù)被校儀器的性能和送校單位的實(shí)際需求,可選擇不同量值的國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照6.1和6.2對(duì)被校儀器進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)。6.3總孔容示值誤差及重復(fù)性6.3.1校準(zhǔn)步驟將盛有脫氣完全的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的樣品管緊密連接到儀器的分析單元,檢查儀器載氣(氦氣)、吸附氣體(氮?dú)?和恒溫/冷卻介質(zhì)(液氮)且準(zhǔn)備就緒后,按照儀器操作說明書及所選擇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用要求對(duì)被校儀器的實(shí)驗(yàn)參數(shù)(包括樣品脫氣溫度和時(shí)間、脫氣處理后樣品質(zhì)量、吸附質(zhì)參數(shù)、吸附溫度和相對(duì)壓力等)進(jìn)行設(shè)置,儀器自動(dòng)采集吸附氣體不同相對(duì)壓力下的吸附質(zhì)比吸附量并給出包括吸附支和脫附支在內(nèi)的吸附脫附等溫線及其數(shù)據(jù)。注:通常在0.05~0.995相對(duì)壓力范圍內(nèi)分別均勻設(shè)置40個(gè)相對(duì)壓力吸附實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和脫附實(shí)驗(yàn)點(diǎn)來采集數(shù)據(jù),可通過適量增加或減少吸附和脫附實(shí)驗(yàn)點(diǎn)使得儀器測量數(shù)據(jù)能較好分辨出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的最可幾孔徑為宜。相對(duì)壓力為0.99時(shí)的吸附質(zhì)比吸附量與吸附質(zhì)氣液轉(zhuǎn)換系數(shù)(吸附質(zhì)氣體和液體的密度之比,氮?dú)庾鳛槲綒怏w時(shí)轉(zhuǎn)換系數(shù)等于0.0015468)的乘積即為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的儀器示值總孔容,可通過儀器操作軟件計(jì)算并給出。選用相同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣,依次按照6.1.2、6.1.3和上述實(shí)驗(yàn)步驟再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)并記錄每次測量儀器的總孔容示值(V1i),3次平行測量的算術(shù)平均值作為儀器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的測量結(jié)果(V1)。6.3.2總孔容示值誤差按照公式(3)計(jì)算儀器的總孔容示值誤差(ΔV1):式中:ΔV=V1-V1r(3)ΔV1—儀器的總孔容示值誤差,cm3/g;V1—儀器的總孔容3次示值平均值,cm3/g;V1r—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的總孔容標(biāo)準(zhǔn)值,cm3/g。6.3.3總孔容測量重復(fù)性按照公式(4)計(jì)算儀器的總孔容測量重復(fù)性(sV1):=(V1,-V1,)/C(4)JJF2135—20245式中:sV1—儀器的總孔容測量重復(fù)性,cm3/g;V1,ma—儀器的總孔容3次示值中的最大值,cm3/g;V1,min—儀器的總孔容3次示值中的最小值,cm3/g;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。根據(jù)被校器的性能和送校單位的實(shí)際需求,可選擇不同量值的國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照6.1和6.3對(duì)被校儀器進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)。6.4平均孔徑示值誤差及重復(fù)性6.4.1平均孔徑計(jì)算利用6.2.1得到的儀器示值比表面積以及6.3.1得到的儀器示值總孔容,通過公式(5)可計(jì)算得到儀器示值平均孔徑(d1i),它可通過儀器的操作軟件計(jì)算并給出,3次平行測量的算術(shù)平均值作為儀器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的測量結(jié)果(d1)。式中:d1i—儀器第i次測量的平均孔徑示值,式中:d1i—儀器第i次測量的平均孔徑示值,nm;V1i—儀器第i次測量的總孔容示值,cm3/g;αi—儀器第i次測量的比表面積示值,cm2/g。6.4.2平均孔徑示值誤差按照公式(6)計(jì)算儀器的平均孔徑示值誤差(Δd1):式中:Δd=d1-d1r(6)Δd1—儀器的平均孔徑示值誤差,nm;d1—儀器的平均孔徑3次示值平均值,nm;d1r—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的平均孔徑標(biāo)準(zhǔn)值,nm。6.4.3平均孔徑測量重復(fù)性按照公式(7)計(jì)算儀器的平均孔徑測量重復(fù)性(sd1):式中:sd1—儀器的平均孔徑測量重復(fù)性,nm;d1,max—儀器的平均孔徑3次示值中的最大值,nm;d1,min—儀器的平均孔徑3次示值中的最小值,nm;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。根據(jù)被校儀器的性能和送校單位的實(shí)際需求,可選擇不同量值的國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照6.1~6.4對(duì)被校儀器進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)。6.5最可幾孔徑示值誤差及重復(fù)性6.5.1校準(zhǔn)步驟根據(jù)6.3.1中采集得到的吸附脫附等溫線吸附支或脫附支數(shù)據(jù),通過儀器操作軟件,利用BJH模型可計(jì)算并給出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的介孔孔徑分布及其最可幾孔徑。=(d1,-d1,)/C(7)JJF2135—20246選用相同的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣,依次按照6.1.2、6.1.3和上述實(shí)驗(yàn)步驟再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)并記錄每次測量儀器的最可幾孔徑示值(d2i),3次平行測量的算術(shù)平均值作為儀器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的測量結(jié)果(d2)。6.5.2最可幾孔徑示值誤差按照公式(8)計(jì)算儀器的最可幾孔徑示值誤差(Δd2):Δd=d2Δd=d2-d2r(8)Δd2—儀器的最可幾孔徑示值誤差,nm;d2—儀器的最可幾孔徑3次示值平均值,nm;d2r—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最可幾孔徑標(biāo)準(zhǔn)值,nm。6.5.3最可幾孔徑測量重復(fù)性按照公式(9)計(jì)算儀器的最可幾孔徑測量重復(fù)性(sd2):==(d2,-d2,)/C(9)sd2—儀器的最可幾孔徑測量重復(fù)性,nm;d2,max—儀器的最可幾孔徑3次示值中的最大值,nm;d2,min—儀器的最可幾孔徑3次示值中的最小值,nm;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。根據(jù)被校儀器的性能和送校單位的實(shí)際需求,可選擇不同量值的國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照6.1、6.3和6.5對(duì)被校儀器進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)。注:通常,對(duì)于具有介孔材料分析測量能力的儀器,采用氮?dú)庾鳛槲綒怏w將儀器的計(jì)量特性比表面積、總孔容、平均孔徑和最可幾孔徑按照6.2~6.5規(guī)定的校準(zhǔn)方法結(jié)合起來進(jìn)行校準(zhǔn)。6.6微孔孔容示值誤差及重復(fù)性6.6.1校準(zhǔn)步驟將盛有脫氣完全的微孔標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的樣品管緊密連接到儀器的分析單元,檢查儀器載氣(氦氣)、吸附氣體(通常為氬氣)和恒溫/冷卻介質(zhì)(通常為液氬)且準(zhǔn)備就緒后,按照儀器操作說明書及所選擇微孔標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用要求對(duì)被校儀器的實(shí)驗(yàn)參數(shù)(包括樣品脫氣溫度和時(shí)間、脫氣處理后樣品質(zhì)量、吸附質(zhì)參數(shù)、吸附劑參數(shù)、吸附溫度和相對(duì)壓力等)進(jìn)行設(shè)置,儀器自動(dòng)采集吸附氣體不同相對(duì)壓力下的吸附質(zhì)比吸附量并給出吸附等溫線及其數(shù)據(jù)。注:通常在1×10-5~0.995相對(duì)壓力范圍內(nèi)均勻設(shè)置46個(gè)相對(duì)壓力吸附實(shí)驗(yàn)點(diǎn)來采集數(shù)據(jù),可通過適量增加或減少吸附實(shí)驗(yàn)點(diǎn)使得儀器測量數(shù)據(jù)能較好分辨出微孔標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的微孔孔徑為宜。相對(duì)壓力為0.1880時(shí)的吸附質(zhì)比吸附量與吸附質(zhì)氣液轉(zhuǎn)換系數(shù)(吸附質(zhì)氣體和液體的密度之比,氬氣作為吸附氣體時(shí)轉(zhuǎn)換系數(shù)等于0.0012743)的乘積即為微孔標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的儀器示值微孔孔容,可通過儀器操作軟件計(jì)算并給出。選用相同的微孔標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣,依次按照6.1.2、6.1.3和上述實(shí)驗(yàn)步驟再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)并記錄每次測量儀器的微孔孔容示值(V2i),3次平行測量的算術(shù)平均值作為儀器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的測量結(jié)果(V2)。JJF2135—202476.6.2微孔孔容示值誤差按照公式(10)計(jì)算儀器的微孔孔容示值誤差(ΔV2):式中:ΔV=V2-V2r(10)ΔV2—儀器的微孔孔容示值誤差,cm3/g;V2—儀器的微孔孔容3次示值平均值,cm3/g;V2r—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的微孔孔容標(biāo)準(zhǔn)值,cm3/g。6.6.3微孔孔容測量重復(fù)性按照公式(11)計(jì)算儀器的微孔孔容測量重復(fù)性(sV2):==(V2,-V2,)/C(11)sV2—儀器的微孔孔容測量重復(fù)性,cm3/g;V2,max—儀器的微孔孔容3次示值中的最大值,cm3/g;V2,min—儀器的微孔孔容3次示值中的最小值,cm3/g;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。根據(jù)被校儀器的性能和送校單位的實(shí)際需求,可選擇不同量值的微孔材料國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照6.1和6.6對(duì)被校儀器進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)。6.7微孔孔徑示值誤差及重復(fù)性6.7.1校準(zhǔn)步驟根據(jù)6.6.1中采集得到的吸附等溫線數(shù)據(jù),通過儀器操作軟件,利用Saito-Foley模型可計(jì)算并給出標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣的微孔孔徑分布及其微孔孔徑。選用相同的微孔標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)試樣,依次按照6.1.2、6.1.3和上述實(shí)驗(yàn)步驟再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)并記錄每次測量儀器的微孔孔徑示值(d3i),3次平行測量的算術(shù)平均值作為儀器在該校準(zhǔn)點(diǎn)的測量結(jié)果(d3)。6.7.2微孔孔徑示值誤差按照公式(12)計(jì)算儀器的微孔孔徑示值誤差(Δd3):Δd=d3Δd=d3-d3r(12)Δd3—儀器的微孔孔徑示值誤差,nm;d3—儀器的微孔孔徑3次示值平均值,nm;d3r—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的微孔幾孔徑標(biāo)準(zhǔn)值,nm。6.7.3微孔孔徑測量重復(fù)性按照公式(13)計(jì)算儀器的微孔孔徑測量重復(fù)性(sd3):==(d3,-d3,)/C(13)sd3—儀器的微孔孔徑測量重復(fù)性,nm;d3,max—儀器的微孔孔徑3次示值中的最大值,nm;d3,min—儀器的微孔孔徑3次示值中的最小值,nm;JJF2135—20248C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。根據(jù)被校儀器的性能和送校單位的實(shí)際需求,可選擇不同量值的微孔材料國家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),按照6.1、6.6和6.7對(duì)被校儀器進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn)。注:通常對(duì)于具有微孔材料分析測量能力的儀器,采用氬氣作為吸附氣體將儀器的計(jì)量特性微孔孔容和微孔孔徑按照6.6~6.7規(guī)定的校準(zhǔn)方法結(jié)合起來進(jìn)行校準(zhǔn)。7校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的物理吸附儀出具校準(zhǔn)證書。校準(zhǔn)證書包括的信息應(yīng)符合JJF1071—2010中5.12的要求。8復(fù)校時(shí)間間隔建議復(fù)校時(shí)間間隔一般不超過1年。由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由儀器的使用狀況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸多因素所決定的,因此送校單位可根據(jù)儀器實(shí)際使用情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。JJF2135—20249附錄A比表面積示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例A.1測量方法采用氮?dú)庾鳛槲綒怏w,使用物理吸附儀分析測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(這里以GBW13912介孔Al2O3比表面積、總孔容及孔徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例)的比表面積,將儀器3次測量結(jié)果誤差。A.2測量模型式中:Δα=α-αr(A.1)Δα—儀器的比表面積示值誤差,m2/g;α—儀器的比表面積3次示值平均值,m2/g;αr—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的比表面積標(biāo)準(zhǔn)值,m2/g。A.3測量不確定度分析惰性氣體吸附BET法測量固體材料比表面積是一種國際公認(rèn)的、基于標(biāo)準(zhǔn)操作程序定義的分析方法。本規(guī)范主要是基于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)儀器的總體計(jì)量性能(示值誤差和重復(fù)性)進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)出于示范目的給出不確定度評(píng)定示例,這里主要考慮一些重要貢獻(xiàn)的不確定度分量,而不考慮一些分析測量過程中貢獻(xiàn)很小(可忽略)的不確定度分量。重要貢獻(xiàn)的不確定度分量包括儀器示值(重復(fù)性和分辨力)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的不確定度,貢獻(xiàn)很小(可忽略)的不確定度分量包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度通常優(yōu)于0.1%)、BET法線性擬合(線性相關(guān)系數(shù)優(yōu)于0.999時(shí),標(biāo)準(zhǔn)不確定度通常優(yōu)于0.1%)和分子橫截面積等引入的不確定度。A.4輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定A.4.1儀器示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uαA.4.1.1儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα,1儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα,1可通過3次重復(fù)測量的極差值得到。儀器3次重復(fù)測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:145.6m2/g、144.9m2/g和148.6m2/g,按照公式(A.2)計(jì)算得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2m2/g。式中:=sα=(α-α)/C(A式中:uα,1—儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,m2/g;sα—儀器的比表面積測量重復(fù)性,m2/g;αmax—儀器的比表面積3次示值中的最大值,m2/g;αmin—儀器的比表面積3次示值中的最小值,m2/g;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。JJF2135—202410A.4.1.2儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα,2儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα,2等于0.289乘以儀器的分辨力(此時(shí)為0.1m2/g,均勻分布),即0.0289m2/g。將儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα,1與儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα,2進(jìn)行合成,得到儀器示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα等于2.2m2/g。A.4.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uαr通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書可查到標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度。這里使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為GBW13912介孔Al2O3比表面積、總孔容及孔徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):標(biāo)準(zhǔn)值為144.8m2/g、擴(kuò)2/g(k=2),因此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uαr等于A.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的計(jì)算公式(A.1)中輸入量α和αr的各不確定度分量不相關(guān),它們的靈敏系數(shù)分別等于1和-1,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc可按照公式(A.3)進(jìn)行計(jì)算:因此,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc等于3.3m2/g。A.6擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度u的確定U=kuc(A.4)取包含因子k=2,則擴(kuò)展不確定度U等于2uc,即U=kuc(A.4)JJF2135—202411附錄B總孔容(微孔孔容)示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例B.1測量方法采用氮?dú)庾鳛槲綒怏w,使用物理吸附儀分析測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(這里以GBW13912介孔Al2O3比表面積、總孔容及孔徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例)的總孔容,將儀器3次測量結(jié)果的算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,以兩者之差作為儀器的總孔容示值誤差。微孔材料微孔孔容的分析測量通常采用液氬溫度下的氬氣吸附來完成,微孔孔容示值誤差測量結(jié)果的不確定度同樣可以按照以下步驟進(jìn)行評(píng)定。B.2測量模型式中:ΔV=V1-V1r(B.1)ΔV1—儀器的總孔容示值誤差,cm3/g;V1—儀器的總孔容3次示值平均值,cm3/g;V1r—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的總孔容標(biāo)準(zhǔn)值,cm3/g。B.3測量不確定度分析惰性氣體物理吸附測量固體材料孔隙度(總孔容、微孔孔容等)是一種國際公認(rèn)的、基于標(biāo)準(zhǔn)操作程序定義的分析方法。本規(guī)范主要是基于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)儀器的總體計(jì)量性能(示值誤差和重復(fù)性)進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)出于示范目的給出不確定度評(píng)定示例,這里主要考慮一些重要貢獻(xiàn)的不確定度分量,而不考慮一些分析測量過程中貢獻(xiàn)很小(可忽略)的不確定度分量。重要貢獻(xiàn)的不確定度分量包括儀器示值(重復(fù)性和分辨力)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的不確定度,貢獻(xiàn)很小(可忽略)的不確定度分量包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量(標(biāo)準(zhǔn)不確定度通常優(yōu)于0.1%)、分子橫截面積等引入的不確定度。B.4輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定B.4.1儀器示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1B.4.1.1儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1,1儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1,1可通過3次重復(fù)測量的極差值得到。儀器3次重復(fù)測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:0.259cm3/g、0.267cm3/g和0.270cm3/g,按照公式(B.2)計(jì)算得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.00651cm3/g。式中:uV1,1—儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,cm3/g;sV1—儀器的總孔容測量重復(fù)性式中:uV1,1—儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,cm3/g;sV1—儀器的總孔容測量重復(fù)性,cm3/g;V1,max—儀器的總孔容3次示值中的最大值,cm3/g;V1,min—儀器的總孔容3次示值中的最小值,cm3/g;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。JJF2135—202412B.4.1.2儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1,2儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1,2等于0.289乘以儀器的分辨力(此時(shí)為0.001cm3/g,均勻分布),即0.000289cm3/g。將儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1,2與儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1,1進(jìn)行合成,得到儀器示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1等于0.00651cm3/g。B.4.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1r通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書可查到標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度。這里使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為GBW13912介孔Al2O3比表面積、總孔容及孔徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):標(biāo)準(zhǔn)值為0.260cm3/g、擴(kuò)c度3/g(k=2),因此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1r等于B.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的計(jì)算公式(B.1)中輸入量V1和V1r的各不確定分量不相關(guān),它們的靈敏系數(shù)分別等于1和-1,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按照公式(B.3)進(jìn)行計(jì)算:uc= uV1=(1×uV1)2+(-1×uV1r)2=u1+u1r(B.3)因此,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc等于0.00885cm3/g。B.6擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度u的確定U=kuc(B.4)取包含因子k等于2,則擴(kuò)展不確定度U等于2uc,即U=kuc(B.4)JJF2135—202413附錄C平均孔徑示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例C.1測量方法采用氮?dú)庾鳛槲綒怏w,使用物理吸附儀分析測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(這里以GBW13912介孔Al2O3比表面積、總孔容及孔徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例)的平均孔徑,將儀器3次測量結(jié)果誤差。C.2測量模型式中:Δd=d1-d1r(C.1)Δd1—儀器的平均孔徑示值誤差,nm;d1—儀器的平均孔徑3次示值平均值,nm;d1r—標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的平均孔徑標(biāo)準(zhǔn)值,nm。C.3測量不確定度分析惰性氣體物理吸附測量固體材料孔隙度(平均孔徑等)是一種國際公認(rèn)的、基于標(biāo)準(zhǔn)操作程序定義的分析方法。本規(guī)范主要是基于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)儀器的總體計(jì)量性能(示值誤差和重復(fù)性)進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)出于示范目的給出不確定度評(píng)定示例,這里主要考慮一些重要貢獻(xiàn)的不確定度分量,而不考慮一些分析測量過程中貢獻(xiàn)很小(可忽略)的不確定度分量。重要貢獻(xiàn)的不確定度分量包括儀器示值(重復(fù)性和分辨力)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的不確定度,貢獻(xiàn)很小(可忽略)的不確定度分量包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)量(標(biāo)準(zhǔn)不確定度通常優(yōu)于0.1%)、分子橫截面積等引入的不確定度。C.4輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定C.4.1儀器示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1儀器示值平均孔徑d1與儀器示值比表面積α和儀器示值總孔容V1存在公式(C.2)所示關(guān)系:式中:d1—儀器的平均孔徑示值,nm;式中:d1—儀器的平均孔徑示值,nm;V1—儀器的總孔容示值,cm3/g;α—儀器的比表面積示值,cm2/g。C.4.1.1儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1,1儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1,1可通過3次重復(fù)測量的極差值得到。儀器3次重復(fù)測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為:7.12nm、7.37nm和7.27nm,按照公式(C.3)計(jì)算得到單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.148nm(相對(duì)值2.04%)。ud1,=sd=(d1,-d1,)/C(C.3)JJF2135—202414式中:ud1,1—儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,nm;sd1—儀器的平均孔徑測量重復(fù)性,nm;d1,max—儀器的平均孔徑3次示值中的最大值,nm;d1,min—儀器的平均孔徑3次示值中的最小值,nm;C—極差系數(shù),3次測量時(shí)取值1.69。C.4.1.2儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1,2儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1,2等于0.289乘以儀器的分辨力(此時(shí)為0.01nm,均勻分布),即0.00289nm(相對(duì)值0.04%)。儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1,2遠(yuǎn)小于儀器測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1,1,可以忽略不計(jì)。C.4.1.3儀器比表面積示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα由附錄A.4.1可知,儀器比表面積示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uα等于2.2m2/g,相當(dāng)于相對(duì)值1.50%。C.4.1.4儀器總孔容示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1由附錄B.4.1可知,儀器總孔容示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uV1等于0.00651cm3/g,相當(dāng)于相對(duì)值2.46%。合成ud1,1、uα和uV13項(xiàng)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度,得到儀器平均孔徑示值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1等于0.26nm(相對(duì)值3.53%)。C.4.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1r通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書可查到標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的擴(kuò)展不確定度。這里使用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為GBW13912介孔Al2O3比表面積、總孔容及孔徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):標(biāo)準(zhǔn)值為7.19nm、擴(kuò)展0.105nm。不確定度為0.21nm(k=2),因此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ud1r0.105nm。C.5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc的計(jì)算公式(C.1)中輸入量d1和d1r的各不確定度分量不相關(guān),它們的靈敏系數(shù)分別等于1和-1,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc可按照公式(C.4)進(jìn)行計(jì)算:uc=ud1)2+ud1r)2=(1×ud1)2+(-1×ud1r)2=u1+u1r(C.4)因此,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于0.28nm。C.6擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度U的確定取包含因子k等于2,則擴(kuò)展不確等c于2uc,即0.56nm。(C.5)JJF2135—202415附錄D最可幾孔徑(微孔孔徑)示值誤差測量結(jié)果的不確定度評(píng)定示例D.1測量方法采用氮?dú)庾鳛槲綒怏w,使用物理吸附儀分析測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(這里以GBW13912介孔Al2O3比表面積、總孔容及孔徑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為例)的最可幾孔徑,將儀器3次測量結(jié)果的算術(shù)平均值與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較,以兩者之差作為儀器的最可幾孔徑示值誤差。微孔材料微孔孔徑的分析測量