【摘要】：直讀光譜分析是一種發(fā)射光譜分析方法,利用各種元素在高溫、高能量的激發(fā)下都能產(chǎn)生自己特有的光譜,然后通過(guò)光電轉(zhuǎn)換的方式對(duì)元素特征光譜進(jìn)行讀取,由此來(lái)對(duì)材料成分和含量進(jìn)行檢測(cè)和分析。借助于電火花、輝光等外界能量激發(fā)試樣,直讀光譜不僅可用于常量和痕量元素分析,還可用于表面及深度分析。直讀光譜具有分析速度快、操作簡(jiǎn)單、分析精度高、適用范圍廣等優(yōu)勢(shì),對(duì)推動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程中的高穩(wěn)定、高精度、快速化和自動(dòng)化發(fā)展具有重要意義。本文搭建了一套基于羅蘭圓結(jié)構(gòu)的直讀光譜測(cè)試平臺(tái),在課題組已有的光源和采集系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案,并根據(jù)元素分析要求對(duì)各光學(xué)元件進(jìn)行選型。之后對(duì)測(cè)試平臺(tái)的光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了從200nm到400nm近紫外波段的全譜測(cè)量,色散率為1.04nm/mm。經(jīng)計(jì)算,光學(xué)系統(tǒng)的理論分辨率與多個(gè)因素相關(guān),其中狹縫寬度的影響最大。而受到譜線強(qiáng)度和安裝誤差影響,實(shí)際分辨率比理論值要低。通過(guò)元素火花譜線激發(fā),測(cè)得系統(tǒng)實(shí)際可分辨的最小波長(zhǎng)差約為0.17nm,符合設(shè)計(jì)要求�；鸹ǚ烹姽庾V通過(guò)自建的直讀光譜測(cè)試平臺(tái)獲得。在選定放電參數(shù)及元素分析線后,對(duì)不銹鋼各組成成分的純金屬元素譜線進(jìn)行測(cè)量和分析,由此確定各元素分析線的標(biāo)定位置,之后測(cè)定了304不銹鋼樣品中的Fe、Cr和Ni元素的分析線,并檢出了316不銹鋼中低含量的Mo元素,實(shí)現(xiàn)了火花光譜的定性分析。而輝光放電光譜通過(guò)GD-Profiler光譜儀獲得,在選定測(cè)試參數(shù)后分析了304不銹鋼中Fe、Cr、Ni和O元素的輝光譜線強(qiáng)度及其深度分布。為了獲取不銹鋼的元素含量分布,本文在304不銹鋼已知基底含量的基礎(chǔ)上,建立了半定量的分析方法,得到元素含量的深度分布。誤差分析結(jié)果表明,半定量分析在趨勢(shì)預(yù)測(cè)上結(jié)果十分可靠。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH744.1
【圖文】：

輝光放電光譜這一領(lǐng)域的發(fā)展空間依然很大。讀光譜分析的研究進(jìn)展讀技術(shù)的發(fā)展，元素譜線的測(cè)定工作也得以迅速推動(dòng)，在前人的發(fā)射譜線的部分波長(zhǎng)均已被精確測(cè)定并制成冊(cè)。目前各元析譜線可從 Harrison 所著的書[36]中查閱得知。而 Meggers 等不同激發(fā)光源下的分析譜線強(qiáng)度值�；鸹ㄗV線分析的發(fā)展，大多數(shù)金屬元素的發(fā)射光譜的研究工下，非金屬元素因其真空紫外的分析譜線波長(zhǎng)特性，分析的，直讀光譜的測(cè)定范圍向真空紫外波段擴(kuò)展，對(duì)測(cè)定金屬材碳和其他非金屬的分析方法進(jìn)行研究和改進(jìn)，使得非金屬元提高。近些年來(lái)，直讀光譜技術(shù)不僅應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，也擴(kuò)大醫(yī)學(xué)等行業(yè)，拓展了發(fā)射光譜分析的應(yīng)用范圍。

圖 2-2 各放電類型的電壓-電流關(guān)系示意圖的電學(xué)參數(shù)不同，產(chǎn)生的放電能量也不同，其原子發(fā)射光譜的-2 是各放電類型的電壓-電流關(guān)系圖[39]，輝光放電的電壓大，電壓小，但是電流大。而火花放電的兩個(gè)電極之間的電壓有擊穿從而放電，但火花放電維持的時(shí)間很短（10-8~10-6），之形式[40]。電屬于電容放電，開始的時(shí)候電源向電容充電，當(dāng)電容的電壓壓時(shí)，電極之間的氣體就會(huì)被擊穿而產(chǎn)生多條放電通道導(dǎo)電體發(fā)生電離，釋放出大量的熱量，使得電極表面的物質(zhì)迅速次火花放電產(chǎn)生的放電管道都會(huì)在電極材料表面不同的位置在電極材料表面不同的位置。由于火花產(chǎn)生的焰炬具有很高譜中有的譜線增強(qiáng)，有的則會(huì)減弱，而最為突出的是更多激子線的出現(xiàn)。而在電極被火花擊穿的瞬間后，電壓會(huì)迅速得

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2724792