楊松林

（南安市質(zhì)量計(jì)量檢測(cè)所 362300）

1 概述

在陶瓷磚的檢測(cè)項(xiàng)目中，吸濕膨脹率是個(gè)重要參數(shù)，對(duì)陶瓷磚的抗裂性能有一定的影響[1]。釉面磚是在多孔性陶瓷坯體上涂一層幾乎無氣孔的致密光亮釉層，坯體吸收率較大，而釉層幾乎無氣孔，當(dāng)釉面磚鋪貼在潮濕環(huán)境中時(shí)，坯體吸水膨脹，而釉面幾乎不吸水，在釉面和坯體結(jié)合處會(huì)產(chǎn)生一定應(yīng)力，導(dǎo)致釉面開裂。因此對(duì)該項(xiàng)目的檢測(cè)，應(yīng)予以重視。測(cè)量不確定度是表征測(cè)量結(jié)果分散程度的一個(gè)數(shù)值，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性及有效性取決于測(cè)量不確定度的大小。

2 測(cè)量原理和方法

2.1 測(cè)量原理

按GB/T3810.10-2016標(biāo)準(zhǔn)[2]，通過將磚完全浸沒煮沸的水中，保溫加熱加速濕膨脹發(fā)生，冷卻后測(cè)定其長度變化比。

2.2 測(cè)量方法

2.2.1 重?zé)?/p>

取同一批次10塊整磚，沿中心部位切割出10塊100mm×35mm大小的試樣。將試樣置于高溫爐內(nèi)，以150℃/h的速率升至550℃時(shí)，保溫2h后讓樣品在爐內(nèi)自然冷卻到70℃，然后將樣品取出，置于干燥箱內(nèi)并于室溫下保持32h。重?zé)Y(jié)束后測(cè)量該批樣品的長度，3h后再重復(fù)測(cè)量一次。

2.2.2 沸水處理

往水浴鍋中加入蒸餾水，煮沸后將試樣完全浸入鍋內(nèi)，并保持離水面高度至少5cm，試樣之間、試樣與水浴鍋的底部及內(nèi)壁互不接觸。連續(xù)煮沸24h后取出試樣并自然冷卻至室溫，然后分別于1h和3h后測(cè)量其長度，并記錄結(jié)果。對(duì)該批10個(gè)試樣，分別計(jì)算其沸水處理前和處理后兩次測(cè)量值的平均值，然后計(jì)算兩者之差。

2.2.3 計(jì)算公式

濕膨脹率按如下公式計(jì)算，單位為mm/m：

式中：ΔL——試樣在沸水處理前和處理后平均長度之差，mm；

L——沸水處理前試樣的平均長度，mm。

3 數(shù)學(xué)模型

根據(jù)JJF1059.1-2012規(guī)定，測(cè)量不確定度評(píng)定方法分為A類和B類兩大評(píng)定方式[3]。重復(fù)性觀測(cè)作為A類評(píng)定方式當(dāng)中一種常用簡便的統(tǒng)計(jì)方法，將采用該方法測(cè)量得出的標(biāo)準(zhǔn)方差作為A類測(cè)量不確定度的一個(gè)分量，其實(shí)際上已經(jīng)包含了檢測(cè)程序、檢測(cè)的環(huán)境條件、人為操作、儀器偏差等因素。該項(xiàng)分量從總體效果上看，也涵蓋了多項(xiàng)可以用B類方式進(jìn)行評(píng)定的分量。因此通過重復(fù)性測(cè)量，不僅可以簡化不確定度的評(píng)定步驟，還能對(duì)實(shí)際測(cè)量過程的能力進(jìn)行評(píng)定。

本次測(cè)量過程中引入的不確定度因素的來源主要有：人員操作的差異、測(cè)量儀器誤差、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的變化、高溫爐和水浴鍋加熱裝置的不確定性等因素。在本次測(cè)量過程中，很難分別對(duì)每個(gè)因素的影響進(jìn)行定量評(píng)定，因此本文采用在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，用同樣方法測(cè)量同一批次的10個(gè)試樣，然后計(jì)算其測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，作為重復(fù)性測(cè)量A類不確定度的一個(gè)分量。因此該不確定度的數(shù)學(xué)模型為：

X=Xi×frep

4 不確定度的評(píng)定

（1）在本次實(shí)驗(yàn)中，平行測(cè)量了10個(gè)試驗(yàn)樣品，所得測(cè)量結(jié)果如表1。

表1中：L1、L2——沸水處理前的測(cè)量值，mm；

L3、L4——沸水處理后的測(cè)量值，mm。

測(cè)量的重復(fù)性以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，按下式計(jì)算：

按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每次測(cè)量只需5個(gè)樣品，報(bào)告結(jié)果取其平均值，按下式計(jì)算該平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

重復(fù)性系數(shù)frep的不確定度按下式計(jì)算：

（2）游標(biāo)卡尺的不確定度按下式計(jì)算：

其中0.005為校準(zhǔn)證書上的擴(kuò)展不確定度，1.96對(duì)應(yīng)置信概率為95%的標(biāo)準(zhǔn)差。

（3）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表1

（4）擴(kuò)展不確定度

5 結(jié)果報(bào)告

當(dāng)取5個(gè)樣品測(cè)量時(shí)，計(jì)算其平均值報(bào)告結(jié)果，包含因子k取2時(shí)，擴(kuò)展不確定度U（X）=6.56×10-4。

通過以上在陶瓷磚濕膨脹率檢測(cè)過程中對(duì)測(cè)量不確定度的進(jìn)行分析評(píng)定，為該類產(chǎn)品的不確定評(píng)定提供參考的思路及方法。測(cè)量不確定度是檢測(cè)質(zhì)量的一個(gè)極其重要的指標(biāo)，有效得控制不確定度因素能提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度與可靠性。