LIBS应用-铍处理宝石的鉴定.pdfVIP

台式LIBS 分析仪 在宝石鉴定方面的应用 应用案例LIBS-003 介绍 激光诱导击穿光谱仪(LIBS)可以同时检测样品中所有可探测元素。在LIBS 分析过程中，脉冲激光 束会打在样品表面并在一个微小的区域内形成一个高温和高电场的区域，随后激光脉冲使部分样 品气化，同时在样品表面形成的等离子体，并使各种原子中的电子激发。之后，通过一个光谱仪 获取来自等离子体(跃迁的电子回归基态时)发射的光，即可鉴定材料的元素组成。 为实现多元素同时分析的目的，TSI 台式LIBS 分析仪使用独特的多通道光谱技术，和一个同步多 CCD 光谱采集系统。通常可以采用4 通道高分辨率光谱仪观察从紫外到红外光谱区(150-950 纳米) 的荧光。每个光谱仪通道及其探测器都有独立的和激光发生器同步的电子触发装置，这样整个光 谱范围内的荧光可以在一个激光脉冲中被同时捕获。 通过分析这些特征谱线的相对强度并与标准物质(标样)做比较，可以计算出相应的元素含量。这 种元素分析方法已被证明对于很多种不同类型和种类的材料都是非常有效的方法，包括各类矿石、 1-2 工业产品和生命科学产品 。 宝石鉴定仪器 在宝石研究领域，TSI 台式LIBS 分析仪已经被成功地用于宝石鉴定和分类。例如鉴定“铍(Be) ” 或“镁(Mg) ”处理的蓝宝石，传统的分析方法很难适用，ICP 因为需要对试样进行消解而不能为 客户所接受；而X 射线荧光(XRF)方法虽然无损，但该方法无法识别较轻的元素(例如铍或镁) ，因 而也无法使用；而通常使用的光学分析方法因热处理工艺已经可以将“铍”或“镁”渗透到宝石 的里层，因而无法进行有效分辨。而LIBS 仪器可以非常容易地识别出蓝宝石中异常存在的“铍” 或“镁”元素。 TSI 台式LIBS 分析仪发出的紫外激光可以在宝石表面 产生一个非常小的焦点，其对试样的损坏微不足道并 且难以察觉。如右图所示，激光在最大功率下用五个 激光脉冲在蓝宝石上产生的光斑（200 倍放大），其 直径仅约为50 微米。通过仅使用一个激光脉冲并调 整激光能量，操作员可以将激光坑减小到几乎不可察 觉的大小(仅几个微米) 。 在宝石鉴定领域，LIBS 仪器的应用非常广泛。例如， 用TSI 台式LIBS 分析仪通过对313.106 nm 波长铍 (Be)元素的特征谱线进行定性分析，很容易完成对Be 处理蓝宝石的鉴定工作。 TSI 台式LIBS 分析仪的另一个在宝石鉴定方面的应 用是镀层宝石的鉴定。例如，在天然黄玉上镀一层 钴是改变宝石颜色的处理方式之一。右边显示的是 天然和镀层后的黄玉对比，不同之处很明显。 除了这些定性分析之外，LIBS 同样可以通过和标 准物质相比较来进行元素的定量分析。很多现有的 研究成果及应用案例表明，LIBS 分析方法可以被 广泛地用于分析各种物质，如固体的、液体的、甚 至是气态(气溶胶) 的物质。 另外，还可以采用“预测光谱模型”的定标方法来计算元素成分含量。该模型利用原子发射光谱数 据库来建立指定元素在特定等离子体参数下的理论发射光谱。以此模型得到的理论发射光谱和通过 在TSI 台式LIBS 分析仪实验获得的数据是非常吻合的。并且通过“预测光谱模型”定标计算出来的 3 元素含量与标样的实际含量也是高度吻合的。这种方法适用于各种基体，包括金属、矿石等等 。 仪器主要技术参数 ChemReveal 台式LIBS 激光诱导击穿光谱仪 元素测量范围 原子序数Z=1 (包括C, H, O 等有机元素，以及N, Li, Be, B 等轻元素 ，以及几乎所有金属、非金属元素) 浓度范围 10ppm 至%级别（取决于元素及仪器配置） 分析时间 一般20s 左右 样品形态 固体或粉末（粉末需要