20131224-激光诱导击穿光谱及其应用研究进展.docx

20131224-激光诱导击穿光谱及其应用研究进展.docx

  1. 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
20131224-激光诱导击穿光谱及其应用研究进展

激光诱导击穿光谱及其应用研究进展钢铁研究总院测试所 贾云海激光诱导击穿光谱原理激光诱导击穿光谱法(Laser Induced Breakdown Spectroscopy 或 Laser Induced Plasma Spectroscopy)简称为 LIBS 或 LIPS,由美国 Los Alamos 国家实验室的 David Cremers 研 究小组 1962 年提出和实现。该技术是目前国际非常流行,极具价值,非常有前景的分析工 具 激光经透镜聚焦在样品表面,当激光脉冲的能量密度大于击穿门槛能量时,就会在局部产生 等离子体,称作激光诱导等离子体。用光谱仪直接收集样品表等离子体产生的发射谱线信号, 根据发射光谱的强度进行定量分析 。激光诱导等离子体发射谱线的形成过程(a)多光子电离形成等离子体(b) 轫 致辐射及电子自由跃迁形成的宽带发射,主要为等离子 体中各元素的电离线形成的连续背景谱线,该过程需几百纳秒。 (c)能级跃迁形成的谱线发射,谱线强度与元素浓度成正比。该过程通常持续几微秒,是进行元素定量分析的重要环节激光诱导击穿光谱技术的优势分析简便、快速,无须烦琐的样品前处理过程;对样品尺寸、形状及物理性质要求不严格,可分析不规则样品;可分析导体、非导 体材料,以及难熔材料;可测定固态样品,还可以测定液态、气态样品;LIBS 具有高灵敏度与高空间分辨率,可进行原位微区分析;可进行样品痕量分析,现场分析以及高温、恶劣环境下的远程分析激光诱导击穿光谱在环境领域中的应用 激光感生击穿光谱的应用研究进行得最早、最深入的是环境领域,libs 主要用于探测水、 土、空气中重金属,监控水、土、空气的污染状况。以土壤分析为例:传统的化学检测方法需要在实验室里进行并耗费大量的时间用来进行制备、溶解、 离子交换等工序Libs 可实现实时快速分析土壤中的 Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb 和 Zn 等 7 种重金属元 素,与用 ICP-AES 的测量方法比较,误差都不超过 6%激光诱导击穿光谱在冶金领域中的应用激光诱导击穿光谱可应用于炼钢工艺流程中各个环节:1 高炉炉气分析2 炉渣分析3 液钢分析4 钢材缺陷分析5 成品钢材料筛选 激光诱导击穿光谱在冶金领域中的应用 - 炉气分析 不影响冶金工艺流程的情况下,通过对炉气的探测监控冶炼过程中的传热传质过程 高炉炉顶条件:平均温度;180℃气体流速;10~20m/s平均气压:2.3 bar.氮气作为一种吹扫气体,炉顶气体中氮氩比室检测取样系统故障的标志,而且对于计算铁水冶炼过程中的物质平衡也非常重要,采用双脉冲技术,可实现对氮气的探测。其他测量元素 包括:Na, K, Zn, Pb, C, O, H, CaFe. 测量含量范围:2.46 x 10-3 ~ 1.84 x 10 -2 g/m3 , 相对标准偏差:2.3% to 7%.激光诱导击穿光谱在冶金领域中的应用-钢液的直接分析传统离线分析法:钢液取样,样品凝固,升降台送样,样品预处理后 用火花光谱仪对炉前样品进行分析。激光诱导击穿光谱:对高温钢液在线直接分析,使及时调整熔体成分成为可能,降 低了冶炼成本,提高生产效率。1 激光器2 聚焦镜激光电源 计算机反射镜聚焦镜感应炉坩锅 高温下钢液谱图高温钢液的谱图比常温下复杂很多,且高温下光谱信号也极不稳定,通过增加激发的次数, 多点平均平滑处理获得了良好的效果。钢液的分析结果LDR :线性动态范围 R2:相关系数LOD: 检测限 RSD:五次测量的相对标准偏差 SD: 五次测量的标准偏差激光诱导击穿光谱在冶金领域中的应用-钢材缺陷分析 缺陷检测的传统方法-电子探针微分析(EPMA)样品制备耗时多操作需要特殊技术 很难满足大量样本的快速检测LIBS 和 EPMA 分析结果对照LIBS 可以迅速判断缺陷类型LIBS 和 EPMA 分析过程比较激光诱导击穿光谱在冶金领域中的应用-材料筛选 由于可靠耐用、对环境耐受性强、响应快、自动化、易于现场操作,LIBS 技术已被成功地 用于工业生产过程控制与材料筛选。全自动化激光诱导击穿光谱系统用于自动钢产品筛选,以下过程都由软件控制完成。机器人:样品取放激光激发控制数据处理样品取放到位的探测标样的曲线标定 激光诱导击穿光谱分析不锈钢的性能Fe:25.721~96.465Cu: 0.019~208Mn: 0.18~13.794Cr:1.155~28.34Mo: 0.01~3.105Ni:.1~39.745Ti:0.004~0.476自动筛选条件: Fe≤0.7%;Cr≤0.25% Ni≤0.25% Cu≤0.03% Mo≤0.03% Ti≤0.05%分析结果 样品数:134耗时:80min平均每个样品分析时间(包括预处理时间)为:36s检验准确率:100%过去采用 X

文档评论(0)

dashewan + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档