GB/T 20975.7-2020 铝及铝合金化学分析方法 第7部分：锰含量的测定

　　ICS 77 . 120 . 10 H 12

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 20975. 7—2020代替 GB/T 20975 . 7—2008

　　铝及铝合金化学分析方法第 7 部分：锰含量的测定

　　Methodsforchemicalanalysisofaluminium andaluminium alloys—

　　part7：Determinationofmanganesecontent

　　2020-06-02 发布 2021-04-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 20975 . 7—2020

　　前 言

　　GB/T 20975《铝及铝合金化学分析方法》分为 37 个部分：

　　— 第 1 部分：汞含量的测定;

　　— 第 2 部分：砷含量的测定;

　　— 第 3 部分：铜含量的测定;

　　— 第 4 部分：铁含量的测定;

　　— 第 5 部分：硅含量的测定;

　　— 第 6 部分：镉含量的测定;

　　— 第 7 部分：锰含量的测定;

　　— 第 8 部分：锌含量的测定;

　　— 第 9 部分：锂含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 10 部分：锡含量的测定;

　　— 第 11 部分：铅含量的测定;

　　— 第 12 部分：钛含量的测定;

　　— 第 13 部分：钒含量的测定;

　　— 第 14 部分：镍含量的测定;

　　— 第 15 部分：硼含量的测定;

　　— 第 16 部分：镁含量的测定;

　　— 第 17 部分：锶含量的测定;

　　— 第 18 部分：铬含量的测定;

　　— 第 19 部分：锆含量的测定;

　　— 第 20 部分：镓含量的测定 丁基罗丹明 B分光光度法;

　　— 第 21 部分：钙含量的测定;

　　— 第 22 部分：铍含量的测定;

　　— 第 23 部分：锑含量的测定;

　　— 第 24 部分：稀土总含量的测定;

　　— 第 25 部分：元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 26 部分：碳含量的测定 红外吸收法;

　　— 第 27 部分：铈、镧、钪含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法;

　　— 第 28 部分：钴含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 29 部分：钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法;

　　— 第 30 部分：氢含量的测定 加热提取热导法;

　　— 第 31 部分：磷含量的测定 钼蓝分光光度法;

　　— 第 32 部分：铋含量的测定;

　　— 第 33 部分：钾含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 34 部分：钠含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 35 部分：钨含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 36 部分：银含量的测定 火焰原子吸收光谱法;

　　— 第 37 部分：铌含量的测定。

　　GB/T 20975 . 7—2020

　　本部分为 GB/T 20975 的第 7 部分。

　　本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本部分代替 GB/T 20975 . 7—2008《铝及铝合金化学分析方法 第 7 部分：锰含量的测定 高碘酸钾分光光度法》，与 GB/T 20975 . 7—2008 相比，除编辑性修改外主要技术变化如下：

　　— 增加了标准使用安全警示;

　　— 增加了“规范性引用文件”(见第 2 章);

　　— 增加了“术语和定义”(见第 3 章);

　　— 增加了分析使用试剂和水的要求(见 4 . 2、5 . 2) ;

　　— 修改了高碘酸钾分光光度法的精密度(见 4 . 7 , 2008 年版的第 8 章);

　　— 增加了“Na2EDTA滴定法”(见第 5 章);

　　— 删除了“质量保证与控制”(见 2008 年版的第 9 章);

　　— 增加了“试验报告”(见第 6 章)。

　　本部分由中国有色金属工业协会提出。

　　本部分由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口 。

　　本部分起草单位：东北轻合金有限责任公司、有色金属技术经济研究院、贵州省分析测试研究院、中铝材料应用研究院有限公司、河北四通新型金属材料股份有限公司、广西柳州银海铝业股份有限公司、山东南山铝业股份有限公司、西安汉唐分析检测有限公司、山东兖矿轻合金有限公司、广东广铝铝型材有限公司、中铝瑞闽股份有限公司。

　　本部分主要起草人：刘双庆、王金花、席欢、王国军、刘云贵、贺铭兰、王文红、张伟、徐升、刘厚勇、李永卉、闯宏宇、刘畅、吴云、苏玉龙、高新宇、祁艳华、周兵。

　　本部分所代替标准的历次版本发布情况为：

　　—GB/T 6987 . 7—1986、GB/T 6987 . 7—2001 ;

　　—GB/T 20795 . 7—2008 。

　　GB/T 20975 . 7—2020

　　铝及铝合金化学分析方法第 7 部分：锰含量的测定

　　警示 — 使用本部分的人员应有正规实验室工作的实践经验。 本部分并未指出所有可能的安全问题 。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1 范围

　　GB/T 20975 的本部分规定了高碘酸钾分光光度法、Na2EDTA滴定法测定铝及铝合金中锰含量。

　　本部分适用于铝及铝合金中锰含量的仲裁测定。高碘酸钾分光光度法测定范围：0. 004 0% ~ 2.00% ; Na2 EDTA滴定法测定范围：8.50%~45.00%。

　　本部分中高碘酸钾分光光度法不适用于铈质量分数>0.005%的铝及铝合金。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8005 . 2 铝及铝合金术语 第 2 部分：化学分析

　　GB/T 8170—2008 数值修约规则与极限数值的表示和判定

　　3 术语和定义

　　GB/T 8005 . 2 界定的术语和定义适用于本文件。

　　4 高碘酸钾分光光度法

　　4 . 1 方法提要

　　试料以氢氧化钠溶解，用硫酸、硝酸酸化，在磷酸存在下，用高碘酸钾氧化显色。 于分光光度计波长

　　525.0 nm 处测量其吸光度，以此测定锰含量。

　　4 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室二级水。

　　4.2. 1 硫酸(ρ= 1.84 g/mL)。

　　4.2.2 磷酸(ρ= 1.69 g/mL)。

　　4.2.3 硝酸(ρ= 1.42 g/mL)。

　　4.2.4 氢氟酸(ρ= 1.14 g/mL)。

　　4 . 2 . 5 硫酸( 1+1 ) 。

　　4.2.6 氢氧化钠溶液(200 g/L)。

　　4.2.7 氟硼混合酸：将 800 mL 在 20 ℃下饱和的硼酸溶液与 200 mL 氢氟酸(4. 2. 4) 置于塑料瓶中混匀。

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　　4.2.8 高碘酸钾溶液(50 g/L)：称取 5 g 高碘酸钾溶于水中，加入 20 mL 硝酸(4. 2. 3) , 以水稀释至100 mL,混匀。

　　4.2.9 亚硝酸钠溶液(20 g/L)。

　　4.2. 10 亚硫酸钠溶液(10 g/L)：称取 1g 亚硫酸钠，加入硫酸(1+20)溶解完全，以硫酸(1+20)稀释至100 mL,混匀。

　　4.2. 1 1 无还原剂的水：于每升水中，加入 10 mL硫酸(4.2.5)酸化并煮沸，加入少量高碘酸钾，继续煮沸约 10 min,冷却后备用。

　　4.2. 12 锰标准贮存溶液：优先使用有证标准溶液配制。或称取 1.000 g 锰(WMn≥99.99%)于烧杯中，加入 20 mL硫酸(4.2.5)、约 80 mL水，加热溶解完全后煮沸 3 min,冷却，移入 1 000 mL 容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 1 mg 锰。

　　4 .2 . 13 锰标准溶液：移取 50 .00 mL锰标准贮存溶液(4 .2 .12)于 1 000 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。此溶液 1 mL含 0.05 mg 锰。

　　4 . 3 仪器

　　分光光度计。

　　4 . 4 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　4 . 5 分析步骤

　　4 . 5 . 1 试料

　　按表 1 称取相应质量(m0)的试样(4.4) ,精确至 0.000 1 g。

　　表 1

　　4 . 5 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　4 . 5 . 3 空白试验

　　随同试料做空白试验。于 250 mL烧杯中，加入 8 mL 硝酸(4.2.3) , 12 mL硫酸(4.2.5),蒸发至干(注意不要烧焦)。用少量温水溶解残渣，加入 2 mL 硝酸(4.2.3) , 18 mL 硫酸(4.2.5) , 40 mL 氢氧化钠溶液(4.2.6),混匀，加热至溶液清亮，用水稀释至约 65 mL,以下按 4.5.4.3 进行。当铝合金试料中硅的质量分数>10.0%且锰的质量分数<0.040%时，按照下述操作：于 250 mL 烧杯中，加入 8 mL 硝酸 (4.2.3) , 12 mL硫酸(4. 2. 5),蒸发至干(注意不要烧焦)，用少量温水溶解残渣。加入 2 mL 硝酸

　　(4 .2 .3) , 8 mL硫酸(4 .2 .5 ) ,用水稀释至约 60 mL,加入 2 mL 氟硼混合酸(4 .2 .7) ,用水稀释至约65 mL,以下按 4 . 5 . 4 . 3 进行 。

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　　4 . 5 . 4 测定

　　4.5.4. 1 将试料(4.5.1)置于铂(或镍)皿中，分次加入总量为 40 mL 氢氧化钠溶液(4.2.6) ,盖上铂(或镍)表皿，待剧烈反应后，加热溶解后蒸发至糊状，稍冷。 用尽量少的温水洗涤杯壁及表皿，微热，使盐类溶解。将样品溶液小心移入预先盛有 30 mL硫酸(4 .2 .5 )和 10 mL 硝酸(4 .2 .3)的 250 mL烧杯中;若在铂(或镍)杯壁上粘附有氢氧化锰沉淀，则用少量微沸的亚硫酸钠溶液(4 . 2 . 10)溶解，将溶液合并于样品溶液中，用温水洗涤铂(或镍)皿，将样品溶液加热至清亮，冷却。

　　4.5.4.2 锰的质量分数为 0. 004 0%~0. 040%时，按表 1 补加酸后，将样品溶液体积加热浓缩至约 65 mL。锰的质量分数为>0.040%~2.00%时，按表 1 将样品溶液(4.5.4.1)移入相应的容量瓶(犞0)中，以水稀释至刻度，混匀;移取相应体积(犞1)样品溶液于 250 mL烧杯中，补加相应量的酸，以水稀释至约 65 mL。

　　4.5.4.3 当铝合金试料中硅的质量分数>10%且锰的质量分数<0.04%时，用下述操作代替 4.5.4.1 和

　　4 . 5 . 4 . 2 。将试料(4 . 5 . 1)置于 250 mL烧杯中，加入 20 mL 硫酸(4 . 2 . 5) , 10 mL 硝酸(4 . 2 . 3) , 2 mL 氟硼混合酸(4.2.7),盖上表皿，微热至试料完全溶解，加热至沸，除尽氮氧化物。用温水稀释至约50 mL,加入少量滤纸浆，加热数分钟，用慢速滤纸过滤，用温水洗涤，收集滤液于 250 mL烧杯中。将残渣连同滤纸置于铂坩埚中，于 500 ℃ ~600 ℃灰化完全(勿使滤纸燃着)，冷却。加入数滴硫酸(4.2.1) , 2 mL~ 5 mL氢氟酸(4.2.4),滴加硝酸(4.2.3)至溶液清亮，蒸发至干，于 700 ℃灼烧数分钟，冷却。用加有数滴硫酸(4 . 2 . 5)的少量温水溶解残渣，加热至完全溶解(必要时过滤)。将此溶液并入样品溶液中，浓缩至约 65 mL。

　　4.5.4.4 加入 5 mL磷酸(4.2.2),将样品溶液加热至沸，加入 10 mL 高碘酸钾溶液(4.2.8) ,继续煮沸至红色出现后，在不断补加无还原剂的水(4. 2. 11) 保持样品溶液体积不变的情况下，再煮沸 15 min~ 30 min,保温 15 min~20 min,冷却。将样品溶液移入预先用无还原剂的水(4.2. 11)冲洗过的 100 mL容量瓶中，以无还原剂的水(4 . 2 . 11)稀释至刻度，混匀。

　　4 . 5 . 4 . 5 将部分样品溶液(4 . 5 . 4 . 4) 和空 白试验溶液(4 . 5 . 3) ,移入相应的吸收池中，以无还原剂的水(4.2.11)为参比，于分光光度计波长 525.0 nm 处分别测量其吸光度(A1 、A3)。将容量瓶中剩余的溶液加入 2 滴亚硝酸钠溶液(4 . 2 . 9)混匀，使高锰酸褪色，分别测量其吸光度(A2 、A4) 。 根据溶液中锰的吸光度(A)，从工作曲线上查出相应的锰质量(m1)。

　　4 . 5 . 4 . 6 按式(1)计算溶液中锰的吸光度 A：

　　A=(A1 -A2) -(A3 -A4) …………………………( 1 )

　　式中：

　　A1 — 显色样品溶液的吸光度;

　　A2 — 褪色样品溶液的吸光度;

　　A3 — 显色空白试验溶液的吸光度;

　　A4 — 褪色空白试验溶液的吸光度。

　　4 . 5 . 5 工作曲线的绘制

　　4 . 5 . 5 . 1 移取 0 mL、0 . 80 mL、2 . 00 mL、4 . 00 mL、6 . 00 mL、8 . 00 mL、10 . 00 mL 锰标准溶液(4 . 2 . 13)于一组 250 mL烧杯中，依次分别加入 15 mL硫酸(4.2.5) , 10 mL 硝酸(4.2.3) , 5 mL磷酸(4.2.2) ,以水稀释至约 70 mL,加热至沸。加入 10 mL 高碘酸钾溶液(4.2.8) ,继续煮沸至红色出现后，在不断补加无还原剂的水(4.2.11)保持体积不变的情况下，再煮沸 15 min~30 min,保温 15 min~20 min,冷却。将溶液移入预先用无还原剂的水(4.2.11)冲洗过的一组 100 mL 容量瓶中，以无还原剂的水(4.2.11)稀释至刻度，混匀。

　　4 . 5 . 5 . 2 将部分系列标准溶液(4 . 5 . 5 . 1)和试剂空白溶液(不加锰标准溶液者)移入相应的吸收池中，以无还原剂的水(4.2.11)为参比，于分光光度计波长 525.0 nm 处分别测量其吸光度(A5 、A7)。将容量瓶

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　　中剩余试液加入 2 滴亚硝酸钠溶液(4 . 2 . 9)混匀，使高锰酸褪色，分别测量其吸光度(A6 、A8) 。 以锰质量为横坐标，溶液吸光度(A)为纵坐标，绘制工作曲线。

　　4 . 5 . 5 . 3 按式(2)计算溶液中锰的吸光度 A：

　　A=(A5 -A6) -(A7 -A8) …………………………( 2 )

　　式中：

　　A5 — 显色标准溶液的吸光度;

　　A6 — 褪色标准溶液的吸光度;

　　A7 — 显色试剂空白溶液(不加锰标准溶液者)的吸光度;

　　A8 — 褪色试剂空白溶液(不加锰标准溶液者)的吸光度。

　　4 . 6 试验数据处理

　　锰含量以锰的质量分数 ∞Mn计，按式(3 )计算：

　　…………………………( 3 )

　　式中：

　　m1 — 自工作曲线上查得的锰量，单位为毫克(mg) ;

　　V0 — 试液的总体积，单位为毫升(mL) ;

　　m0 — 试料的质量，单位为克(g) ;

　　V1 — 移取试液的体积，单位为毫升(mL)。

　　锰质量分数<1.00%时，计算结果保留两位有效数字;锰质量分数 ≥1.00%时，计算结果表示到小

　　数点后两位，数值修约按 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 执行。

　　4 . 7 精密度

　　4 . 7 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两个独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果

　　的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r的情况不超过 5%。重复性限r按表 2 数据采用线性内

　　插法或外延法求得。

　　表 2

　　4 . 7 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两个独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，两个测试结果的

　　绝对差值不超过再现性限 R，超过再现性限 R 的情况不超过 5%。再现性限 R按表 3 数据采用线性内

　　插法或外延法求得。

　　表 3

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　　5 Na2EDTA滴定法

　　5 . 1 方法提要

　　在弱酸性溶液中，用过量的 Na2EDTA标准滴定溶液络合锰。以二甲酚橙作指示剂，用锌标准滴定溶液滴定剩余的 Na2EDTA标准滴定溶液至橙红色，以此测定锰含量。

　　5 . 2 试剂

　　除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯的试剂和实验室三级水。

　　5.2. 1 氨水(ρ=0.90 g/mL)。

　　5 . 2 . 2 混合酸：300 mL盐酸(1+1)与 50 mL 硝酸(1+1)混匀。

　　5 . 2 . 3 盐酸( 1+1 ) 。

　　5.2.4 六次甲基四胺溶液(300 g/L)。

　　5.2.5 氢氧化钠溶液(150 g/L)。

　　5.2.6 氟化铵溶液(150 g/L)。

　　5.2.7 硫脲溶液(100 g/L)。

　　5.2.8 盐酸羟胺溶液(100 g/L)。

　　5.2.9 氢氧化钠溶液(10 g/L)。

　　5.2. 10 锌标准滴定溶液(c0 = 0. 025 mol/L)。称取 1. 634 8 g 锌(∞Zn≥99. 99%) ,加入 30 mL 盐酸(5.2.3)加热溶解完全，冷却，移入 1 000 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。

　　5.2. 1 1 乙二胺四乙酸二钠(Na2 EDTA)标准滴定溶液(c1 ≈0.05 mol/L) :

　　— 配制：称取 18.61 g 乙二胺四乙酸二钠(Na2 EDTA)于烧杯中，加入 500 mL水，加热溶解完全，冷却，过滤于 1 000 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，混匀。

　　— 标定：移取体积(V2)为 30.00 mL 锌标准滴定溶液(5.2. 10)于 400 mL 锥形烧杯中，加 50 mL水，10 mL六次甲基四胺溶液(5 .2 .4 )、2 滴二甲酚橙溶液(5 .2 .12) ,用 Na2EDTA标准滴定溶液(5.2.11)滴定至溶液呈亮黄色为终点，记录消耗 Na2EDTA标准滴定溶液体积(V3)。

　　— 计算：按式(4)计算 Na2EDTA标准滴定溶液的浓度 c1 :

　　c …………………………( 4 )

　　式中：

　　c0 — 锌标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V2 — 移取锌标准滴定溶液体积，单位为毫升(mL) ;

　　V3 — 滴定时消耗 Na2EDTA标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)。

　　5.2. 12 二甲酚橙溶液(5 g/L)。

　　5.2. 13 对硝基酚溶液(2 g/L)。

　　5 . 3 试样

　　将样品加工成厚度不大于 1 mm 的碎屑。

　　5 . 4 分析步骤

　　5 . 4 . 1 试料

　　称取质量(m)为 0.50 g 的试样(5.3) ,精确至 0.000 1 g。

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　　5 . 4 . 2 平行试验

　　平行做两份试验，取其平均值。

　　5 . 4 . 3 测定

　　5.4.3. 1 将试料(5.4.1)置于 400 mL烧杯中，缓慢加入 30 mL 氢氧化钠溶液(5.2. 5),加热至试料溶解完全，用水稀释至约 100 mL 煮沸，用中速定量滤纸过滤。用氢氧化钠溶液(5. 2. 9) 洗涤沉淀 2 次~ 3 次，再用热水洗涤沉淀 5 次~6 次，弃去滤液。

　　5.4.3.2 分次加入总量为 30 mL热混合酸(5.2.2)于漏斗中，溶解沉淀于原烧杯中，用热水洗涤沉淀及滤纸，冷却，将滤液移入 100 mL容量瓶(V4)中，以水稀释至刻度，混匀。

　　5.4.3.3 移取体积(V5)为 20.00 mL 样品溶液(5.4. 3.2)于锥形烧杯中，加 25 mL 氟化铵溶液(5.2.6)、 3 mL硫脲溶液(5 .2 .7 )、7 mL盐酸羟胺溶液(5 .2 .8 )、2 滴对硝基酚溶液(5 .2 . 13) ,用氨水(5 .2 . 1) 中和至黄色，再用盐酸(5.2.3) 调至无色并过量 4 滴。加入 40 mL 六次甲基四胺溶液(5. 2. 4)、体积(V6) 为

　　20 .00 mL 的 Na2 EDTA标准滴定溶液(5 .2 .11)、2 滴二甲酚橙溶液(5 .2 .12) ,用锌标准滴定溶液(5 .2 .10)滴定至橙红色为终点。 记录消耗锌标准滴定溶液体积(V7) 。

　　注：临近终点时，滴定速度要缓慢，试液呈橙红色后需继续振荡 10 s 以上，直至红色不褪色方为终点。

　　5 . 5 试验数据处理

　　锰含量以锰的质量分数 ∞Mn计，按式(5 )计算：

　　式中：

　　c1 —Na2EDTA标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V6 — 加入 Na2EDTA标准滴定溶液体积，单位为毫升(mL) ;

　　c0 — 锌标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L) ;

　　V7 — 滴定消耗锌标准滴定溶液体积，单位为毫升(mL) ;

　　V4 — 样品溶液的总体积，单位为毫升(mL) ;

　　54.94 — 锰的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol) ;

　　m — 试料的质量，单位为克(g) ;

　　V5 — 移取样品溶液的体积，单位为毫升(mL)。

　　计算结果表示到小数点后两位，数值修约按 GB/T 8170—2008 中 3 . 2、3 . 3 执行。

　　5 . 6 精密度

　　5 . 6 . 1 重复性

　　在重复性条件下获得的两个独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，这两个测试结果

　　的绝对差值不超过重复性限r，超过重复性限 r的情况不超过 5%。重复性限r按表 4 数据采用线性内

　　插法或外延法求得。

　　表 4

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　　5 . 6 . 2 再现性

　　在再现性条件下获得的两个独立测试结果的测定值，在以下给出的平均值范围内，两个测试结果的

　　绝对差值不超过再现性限 R，超过再现性限 R 的情况不超过 5%。再现性限 R按表 5 数据采用线性内

　　插法或外延法求得。

　　表 5

　　6 试验报告

　　试验报告至少应给出以下几个方面的内容：

　　a) 本部分编号、名称及所使用的方法;

　　b) 关于识别样品、实验室、分析日期、报告日期等所有的必要的信息;

　　c) 以适当的形式表达试验结果;

　　d ) 试验过程中出现的异常现象;

　　e) 审核、批准等人员的签名。