發(fā)布時(shí)間：2020-04-10 02:40

【摘要】：鋼材中各金屬元素的含量是決定鋼材的機(jī)械性能的重要指標(biāo),為冶煉出優(yōu)質(zhì)的鋼材,必須在冶煉過程中對(duì)各元素的含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測嚴(yán)格把關(guān)。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,簡稱LIBS)可準(zhǔn)確的測量出物質(zhì)中各元素的含量,并且其檢測樣品損耗小無需提前制樣處理,可以真正意義上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線多元素同時(shí)檢測等優(yōu)點(diǎn),在冶金領(lǐng)域有重要的指導(dǎo)意義和廣泛的應(yīng)用前景。LIBS技術(shù)最早是由國外專家提出的,一經(jīng)提出就得到各界的廣泛關(guān)注,各個(gè)領(lǐng)域紛紛采用此方法進(jìn)行物質(zhì)的成分檢測,例如:環(huán)境污染物質(zhì)的檢測、地質(zhì)巖石的檢測、冶金分析領(lǐng)域等,此技術(shù)在國內(nèi)也得到了一定的發(fā)展,因此本文針對(duì)LIBS在鋼液中多元素成分的分析技術(shù)進(jìn)行研究,具體過程如下:首先敘述了LIBS技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及其數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)和原理,包括元素特征譜線的形成機(jī)制以及對(duì)光譜強(qiáng)度的影響因素,進(jìn)而對(duì)影響因素進(jìn)行分析以找出優(yōu)化方法來降低影響;對(duì)定量分析的方法進(jìn)行了分析對(duì)各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行討論;選擇合理的實(shí)驗(yàn)裝置搭建LIBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行初步實(shí)驗(yàn)對(duì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,為下一步的實(shí)驗(yàn)測量打好基礎(chǔ);在搭建好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上運(yùn)用自由定標(biāo)法對(duì)鋼液中多元素的成分含量進(jìn)行定量分析,分析得出Fe、Mn、Ni元素的含量與樣品中元素的實(shí)際含量誤差為0.98%、6.13%和4.70%,達(dá)到了期望值,滿足實(shí)驗(yàn)要求。
【圖文】：

圖 2 LIBS 工作原理圖Fig.2 Measurement principle diagram of LIBS現(xiàn)狀雖然有很好的應(yīng)用前景，但實(shí)際檢測過程中因?yàn)槭芡獾入x子體自身發(fā)射出來的光譜干擾，對(duì)檢測出成分的目前針對(duì) LIBS 技術(shù)的理論研究主要是對(duì)影響激光誘析。用 ND:YAG 脈沖激光器作為燒灼光源使用焦距為 樣品合金鋼上，使其電離產(chǎn)生等離子體，并利用具離出的等離子成像，同時(shí)采集等離子體輻射出的光譜據(jù)得出，F(xiàn)e 和 Mn 元素輻射出的光譜強(qiáng)度均隨透鏡增到后減小，但因元素不同，，產(chǎn)生波峰時(shí)所對(duì)應(yīng)的焦

樣品表面氣化后，由于物質(zhì)形態(tài)的改變會(huì)向外發(fā)生噴射和膨脹，當(dāng)噴子持續(xù)受到高能脈沖的加熱時(shí)，將會(huì)被電離產(chǎn)生等離子體。該電離過程況，一種是當(dāng)壓強(qiáng)較第，脈沖激光器發(fā)射出來的激光波長較短是發(fā)生光電離過程數(shù)學(xué)表達(dá)式為：+ M+ mhv→M+e（為被電離的光子的數(shù)量該過程被電離的數(shù)量較少。另外一種是原子子發(fā)生大量電離的雪崩式電離，其電離過程數(shù)學(xué)表達(dá)式為： + e + M→M+2e（中自由電子成指數(shù)級(jí)增長，高能脈沖持續(xù)作用在樣品表面，保證等離子成。
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF701.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2621635