【摘要】：激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技術(shù)由于具有遠(yuǎn)程檢測、快速分析等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用,但目前仍存在靈敏度偏低、精密度較差等不足。為探索有效提高LIBS技術(shù)分析檢測靈敏度以及精密度的方法,本文采用不同脈沖寬度、激光能量以及不同波長的激光在低氣壓下誘導(dǎo)激發(fā)合金及土壤等離子體光譜,通過分析光譜的信背比、線寬、自吸收現(xiàn)象、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差以及等離子體特性、校準(zhǔn)曲線、檢出限等,研究了低氣壓對激光誘導(dǎo)合金及土壤等離子體的光譜特性及其精密度的影響。一方面,采用調(diào)Q激光(脈寬8ns)以及兩個長脈寬(500μs、80μs)激光作為激發(fā)光源,研究了低氣壓對三種脈寬激光誘導(dǎo)合金等離子體光譜特性及精密度的影響,結(jié)果表明適當(dāng)?shù)牡蜌鈮涵h(huán)境對三種脈寬激光誘導(dǎo)合金等離子體光譜均具有明顯的增強和改善作用。與常壓下相比,在適當(dāng)?shù)牡蜌鈮合碌入x子體光譜信背比顯著增大,譜線線寬明顯減小,譜線精密度明顯提高,自吸收現(xiàn)象明顯減弱,校準(zhǔn)曲線擬合度提高。低氣壓對脈寬8ns激光(532nm)誘導(dǎo)激發(fā)合金等離子體光譜的改善和增強作用最為明顯:與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下相比,在氣壓5.0×10~4Pa下,兩種能量(100mJ、40mJ)下譜線信背比分別增大了11.23和12.62倍;譜線的線寬達常壓下線寬的19%、20%;譜線強度的RSD分別減小了53%、77%。在氣壓8.0×10~4Pa下,采用脈寬8ns激光(1064nm)測定合金中Fe元素的校準(zhǔn)曲線擬合系數(shù)達到0.9692,提高了15%。另一方面,采用脈寬8ns以及脈寬500μs激光(1064nm)作為激發(fā)光源,研究了低氣壓對激光誘導(dǎo)土壤等離子體光譜特性及精密度的影響,結(jié)果表明適當(dāng)?shù)牡蜌鈮簩{秒激光誘導(dǎo)土壤等離子體光譜具有明顯的增強和改善作用。與標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下相比,在氣壓8.0×10~4Pa下,納秒激光誘導(dǎo)土壤中Pb等離子體光譜信背比增大了1.69倍,電子密度增加了4.2%,譜線精密度提高了68%,校準(zhǔn)曲線擬合度增加,檢出限降低了40%,達到57.27mg/kg。而低氣壓對長脈寬(500μs)激光誘導(dǎo)激發(fā)土壤等離子體光譜的精密度有明顯的改善作用,其中土壤中Ca等離子體譜線RSD在氣壓1.0×10~4Pa下達到最小,三條Cr等離子體譜線RSD在氣壓1.0×10~3Pa下達到最小,分別降低了66%、31%、31%、32%。研究表明,適當(dāng)?shù)牡蜌鈮涵h(huán)境對激光誘導(dǎo)等離子體光譜具有明顯的增強作用,顯著改善光譜質(zhì)量,同時有效提高LIBS技術(shù)的檢測靈敏度,改善元素分析檢出限以及增加光譜定量分析的準(zhǔn)確度和精密度。
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN249
【圖文】：

圖 2.1 實驗裝置示意圖Fig.2.1 LIBS experimental setup口入射到真空腔中，經(jīng)過透鏡聚焦到樣面法線的 45 度角方向運用采集器采集譜號通過光纖耦合到光譜儀，經(jīng)過光譜儀的計算機顯示出光譜信號。實驗使用計算機，采集光譜信號的延時和門寬由 ICCD 內(nèi)于真空腔內(nèi)的可控旋轉(zhuǎn)平臺上，以保證個氣壓下多個位置的光譜數(shù)據(jù)平均后作置采集多次光譜數(shù)據(jù)，累加或平均后作備工大學(xué)校園內(nèi)的自然土壤作為土壤樣品用 100 目的篩子篩選出較小的顆粒

【參考文獻】

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1 章婷婷;舒嶸;劉鵬希;萬雄;;遠(yuǎn)程激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)分析巖石元素成分[J];光譜學(xué)與光譜分析;2017年02期

2 吳宜青;劉秀紅;孫通;莫欣欣;劉木華;;激光誘導(dǎo)擊穿光譜聯(lián)合一元回歸方法定量檢測大豆油中的鐵含量[J];光譜學(xué)與光譜分析;2016年11期

3 王帝;陸繼東;董美蓉;姚順春;樊炬;田照華;王磊;李詩詩;;LIBS對煤中熱值檢測的新型校正模型[J];光譜學(xué)與光譜分析;2016年08期

4 張貴銀;季慧;李松濤;鄭海明;;激光誘導(dǎo)煤樣等離子體的表征[J];光譜學(xué)與光譜分析;2016年05期

5 胡麗;趙南京;劉文清;方麗;張大海;王寅;孟德碩;余洋;馬明俊;;基于信背比擬合的水體重金屬LIBS定量分析研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2015年07期

6 張貴銀;季慧;靳一東;;樣品的激光誘導(dǎo)擊穿光譜及譜線的自吸收現(xiàn)象[J];光譜學(xué)與光譜分析;2014年12期

7 孫曉暉;炊白白;王順;王滿蘋;王玲;胡建東;;激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析土壤中Cu的研究[J];河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年06期

8 倪志波;董鳳忠;陳興龍;王靜鴿;賀文干;付洪波;;基于多粒子LIBS譜線的自吸收校正方法研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2014年09期

9 沈躍良;李旭;劉亞明;樊炬;陳前明;陸繼東;姚順春;;不同環(huán)境氣體下飛灰等離子體特性分析[J];中國激光;2014年05期

10 孟德碩;趙南京;劉文清;馬明俊;王寅;余洋;方麗;胡麗;張大海;楊瑞芳;王久悅;劉建國;;土壤鉀元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量檢測分析[J];中國激光;2014年05期

本文編號：2715400