在清潔國際公斤原器時，BIPM清潔法具體包括以下步驟：

1. **用沾有等量乙醚和乙醇的油鞣革輕輕擦拭**：此步驟的目的是利用乙醚和乙醇的溶解性，去除原器表面可能附著的微小灰塵和不純物質，減少對質量的影響。

2. **用蒸餾過兩次的水進行蒸氣清潔**：這一步是為了進一步淨化原器表面，以去除微小的污垢和有機物，通過蒸氣的方式也能有效地清潔難以直接清除的部位。

3. **讓原器在核准前先放置7至10天**：這個步驟的目的是讓清潔後的原器在穩定的環境中適應，避免因為在清潔後的環境變化而引起的意外質量變化。

### 科學依據和目的

這些清潔步驟的科學依據主要在於：

- **去除吸附物質**：原器與複製品在空氣中存放時，會吸附周圍空氣中的灰塵和其他物質，這樣的附著物質會引起質量的變化。
- **保持穩定性**：清潔過程中的步驟設計旨在盡可能減少對原器質量的影響，保持其長期的穩定性，以便在後續的質量核準中能夠準確地進行比較。

### 質量差異的消除

然而，這樣的清潔流程並不能完全消除原器與複製品之間的質量差異。即使在進行這些清潔步驟後，原器和其複製品可能在質量上仍然存在微小的差異，這是由於其他因素影響，例如：

- **環境變化**：不同的存放環境可能會造成質量的變化。
- **材料的自然變化**：材料隨時間的推移可能會產生微小的物理或化學變化，這也會導致質量的變動。
- **使用過程中的磨損**：任何實際使用過的標準砝碼，都可能在使用過程中遭受摩擦、刮傷等，進而影響到其質量。

因此，定期的核准和質量測定仍然是必需的，以保持原器及其複製品的準確性與可靠性。
在清潔國際公斤原器時，BIPM清潔法具體包括哪些步驟？這些步驟的科學依據和目的為何？此外，這樣的清潔流程是否能夠完全消除原器與複製品之間的質量差異？
**國際公斤原器**（**International Prototype of the Kilogram**，簡稱 **IPK**）曾經是世界質量單位「公斤」的標準砝碼。2018 年 11 月 16 日通過了新版國際單位制之後，原器已不再使用。目前存放於法國巴黎國際度量衡局中。

國際公斤原器以鉑銥合金鑄造，因為鉑銥合金有膨脹率低、不易氧化等特點。

## 概述

自 1889 年起，國際單位制將公斤的大小定義為跟**國際公斤原器**（在專業度量衡學中很多時候會把它縮寫為「IPK」）的質量相等。IPK 由一種鉑合金製成，這種合金叫「Pt‑10Ir」，即 90% 鉑及 10% 銥（按質量比）；然後把這種合金用機器造成 39.17mm 的直立圓柱體（高度 = 直徑），這樣做可以把表面積減至最低。比起純鉑的檔案局公斤，新加進去的 10% 銥改善了硬度，但同時保留鉑的許多長處：對氧化的高度抵抗性、極高密度、良好的導電與導熱性以及低磁化率。IPK 與其六件姐妹複製品都被存放在國際度量衡局（BIPM）位於巴黎郊區的總部下層的儲藏室內，有環境監控的保險箱裏。（見下面的外部圖片）開啓保險箱需要三條被分開保管的鑰匙。IPK 的正式複製品可供其他國家作為其全國標準之用，這些複製品大約每 50 年就要跟 IPK 比對一次。

IPK 是 1879 年製造的三個圓柱體之一。1883 年，IPK 的質量被發現跟八十四年前的檔案局公斤的一致，並在 1899 年的第一屆國際度量衡大會中被正式指定為公斤。維也納標準海水（有嚴格同位素控制的純淨水）密度的現代測量指出一立方公寸的水，在最大密度時（3.984°C）比一公斤只差 25.05ppm。這個微小的差別，與 IPK 跟檔案局公斤質量一致這個事實，說明了超過 209 年前科學家們在量度水密度及製造檔案局公斤的技藝是相當高超的。

## 穩定性

定義上來說，IPK 質量的量度值誤差為整零；IPK 就是公斤。然而，IPK 因時間而成的質量變量，可經由比對世界各地正式複製品質量判定出來，這個過程被稱為「定期核准」。例如，美國擁有四個 90% 鉑 / 10% 銥的公斤標準儀，其中 K4 和 K20 是 1884 年製的原批中四十個複製品的兩個。K20 被指定為美國的國家首席標準。這兩個原器，跟其他國家的一樣，都要定期送回 BIPM 作質量核准。

需要指出的是，沒有一個複製品的質量準確地等於 IPK；它們的質量經過校準，得出的偏差值會被存檔。比方說，美國的國家首席標準 K20，1889 年最初的正式質量為 1kg − 39µg；也就是說 K20 比 IPK 輕 39µg。1999 年的上一次核准指出其質量準確地等於 1889 年的原值。跟這種小差異相當不同的是，美國的檢核標準，K4 的質量持續地相對於 IPK 下降 —— 這都是有原因的。檢核標準比首席標準要常用得多，所以很容易被刮及受到各種磨損。K4 最初送抵時的正式質量為 1kg − 75µg，但到 1989 年經正式校準後質量為 1kg − 106µg，而十年後則是 1kg − 116µg。在這 110 年間，K4 相對於 IPK 輕了 41µg。

除檢核標準可能受到的一般磨損外，就算被小心收藏的國家原器也會因不同的原因而產生相對於 IPK 的質量變動，當中原因有已知的，也有未知的。由於 IPK 與它的複製品都被存放於空氣中（儘管有兩層或以上的鐘罩），它們還是會經由表面吸附大氣層中的灰塵而獲得質量。因此會用一種稱為「BIPM 清潔法」的手續來清潔它們，這種方法是 BIPM 於 1939 至 1946 年間開發的，當中手續有用沾有等量乙醚和乙醇的油鞣革輕輕擦拭，用蒸餾過兩次的水進行蒸氣清潔，以及讓原器在核准前先放 7 至 10 天。

至 2011 年，國際公斤原器的重量可能減少了大約 50 微克。

## 全球各地的原器

### 台灣

目前在台灣高雄市三民區的國立科學工藝博物館中有一公斤副原器，其為日治時期所遺留，原交由度量衡檢驗所管理，轉由經濟部標準檢驗局，之後於 2001 年捐贈給科學工藝博物館。

國家度量衡標準實驗室於 1995 年向國際度量衡局購得國際質量最高標準之鉑銥公斤原器，編號 78 號，為現今中華民國之國家質量二級標準。

### 中國大陸

中國大陸的公斤原器是 1965 年從英國引進的，編號為 No.60，1986 年被批准為國家質量基準，編號：GJJ（力）0101。

公斤作證基準砝碼是質量基準的組成部分，是 1984 年從英國引進，編號為 No.64，1986 年批准為質量作證基準，編號：GJJ（力）0151。

公斤副基準砝碼是 1967 年由中國計量科學研究院自行研製，編號為 No.9，它是直徑與高相等的直圓柱體，材料為不鏽鋼，體積為 126.6006 立方公分，質量標稱值為 1kg。1967 年首次檢定結果為 1kg-1.94mg，檢定精度為 0.04mg。1986 年批准為質量副基準，編號：GJJ（力）0152。

### 香港

香港特區政府創新科技署轄下的標準及校正實驗所擁有國際公斤原器的第 75 號複製本，用作香港的質量參考標準及普及質量單位。

## 資料來源

## 相關條目

* 公斤
* 國際米原器

## 外部連結

* 中國計量科學研究院力聲學基標準（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
## 概述

自 1889 年起，國際單位制將公斤的大小定義為跟**國際公斤原器**（在專業度量衡學中很多時候會把它縮寫為「IPK」）的質量相等。IPK 由一種鉑合金製成，這種合金叫「Pt‑10Ir」，即 90% 鉑及 10% 銥（按質量比）；然後把這種合金用機器造成 39.17mm 的直立圓柱體（高度 = 直徑），這樣做可以把表面積減至最低。比起純鉑的檔案局公斤，新加進去的 10% 銥改善了硬度，但同時保留鉑的許多長處：對氧化的高度抵抗性、極高密度、良好的導電與導熱性以及低磁化率。IPK 與其六件姐妹複製品都被存放在國際度量衡局（BIPM）位於巴黎郊區的總部下層的儲藏室內，有環境監控的保險箱裏。（見下面的外部圖片）開啓保險箱需要三條被分開保管的鑰匙。IPK 的正式複製品可供其他國家作為其全國標準之用，這些複製品大約每 50 年就要跟 IPK 比對一次。

IPK 是 1879 年製造的三個圓柱體之一。1883 年，IPK 的質量被發現跟八十四年前的檔案局公斤的一致，並在 1899 年的第一屆國際度量衡大會中被正式指定為公斤。維也納標準海水（有嚴格同位素控制的純淨水）密度的現代測量指出一立方公寸的水，在最大密度時（3.984°C）比一公斤只差 25.05ppm。這個微小的差別，與 IPK 跟檔案局公斤質量一致這個事實，說明了超過 209 年前科學家們在量度水密度及製造檔案局公斤的技藝是相當高超的。 此前，公制曾在 1960 年大幅改動，國際單位制（SI）正式面世。公尺的定義曾歷經根本性的變更：其原先定義為國際公尺原器的長度，後改為氪 - 86 某特定譜線的波長的倍數。此後，公尺的定義可以從測量自然現象而得，不再依賴於個人造物件。然而，公斤仍然定義為國際公斤原器的質量，是當時國際單位制中唯一仍受人造物件定義的單位。當時，國際單位制以七個基本單位為基礎，它們的十進制冪則用於定義其他所有單位。2019 年的新單位制則以七個物理常數為基礎，所有單位都能從這些物理常數直接定義。「基本單位」不再是一個必需的概念，但在新單位制中予以保留。

公制是國際單位制的前身，其設計初衷是，所有單位都應能從不變的自然現象中推導而得，但由於現實測量技術上的局限性，單位的實際定義只能依賴於人造物件。1799 年公制在法國面世時，科學家分別製造了國際公尺原器和國際公斤原器作定義之用。儘管這兩件原器的設計均以長期穩定不變為原則，這些原器及其複製品之間還是隨時間出現了細微的質量差異。科學進步必將超越這些原器所能提供的準確度，因此尋找新的定義取代它們成為了當務之急。另外，雖然一些單位是以自然現象定義，但這些現象不容易準確測量（如水的三相點曾用於定義克耳文）。2019 年的新定義對這類單位做了改動，並淘汰了人造原器，自此所有單位都以可以準確測量的物理常數來定義。 **國際公斤原器**（**International Prototype of the Kilogram**，簡稱 **IPK**）曾經是世界質量單位「公斤」的標準砝碼。2018 年 11 月 16 日通過了新版國際單位制之後，原器已不再使用。目前存放於法國巴黎國際度量衡局中。

國際公斤原器以鉑銥合金鑄造，因為鉑銥合金有膨脹率低、不易氧化等特點。 ## 概述

自 1889 年起，國際單位制將公斤的大小定義為跟**國際公斤原器**（在專業度量衡學中很多時候會把它縮寫為「IPK」）的質量相等。IPK 由一種鉑合金製成，這種合金叫「Pt‑10Ir」，即 90% 鉑及 10% 銥（按質量比）；然後把這種合金用機器造成 39.17mm 的直立圓柱體（高度 = 直徑），這樣做可以把表面積減至最低。比起純鉑的檔案局公斤，新加進去的 10% 銥改善了硬度，但同時保留鉑的許多長處：對氧化的高度抵抗性、極高密度、良好的導電與導熱性以及低磁化率。IPK 與其六件姐妹複製品都被存放在國際度量衡局（BIPM）位於巴黎郊區的總部下層的儲藏室內，有環境監控的保險箱裏。（見下面的外部圖片）開啓保險箱需要三條被分開保管的鑰匙。IPK 的正式複製品可供其他國家作為其全國標準之用，這些複製品大約每 50 年就要跟 IPK 比對一次。

IPK 是 1879 年製造的三個圓柱體之一。1883 年，IPK 的質量被發現跟八十四年前的檔案局公斤的一致，並在 1899 年的第一屆國際度量衡大會中被正式指定為公斤。維也納標準海水（有嚴格同位素控制的純淨水）密度的現代測量指出一立方公寸的水，在最大密度時（3.984°C）比一公斤只差 25.05ppm。這個微小的差別，與 IPK 跟檔案局公斤質量一致這個事實，說明了超過 209 年前科學家們在量度水密度及製造檔案局公斤的技藝是相當高超的。