【摘要】：鐵合金冶煉過程中實時監(jiān)測各個環(huán)節(jié)含碳量的變化,調(diào)控冶煉過程,對提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義。LIBS技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域,在鋼鐵冶煉中,它比較適合金屬元素,對于非金屬元素,它的技術(shù)效果并不好。由于DP-LIBS的燒蝕效率,譜線強度及元素檢出限有很大程度提高,使得DP-LIBS檢測鐵合金中弱信號的碳含量成為可能。本文首先對DP-LIBS技術(shù)背景和研究現(xiàn)狀進行概述。然后在平衡條件和非平衡條件下分別分析光譜發(fā)射物理過程中的不同方面,這里我們介紹了基于能級模式減小到一個集總的三級系統(tǒng)的計算原子種類配分函數(shù)的方法,這種方法簡單、精確。通過例子說明碰撞輻射模型,強調(diào)電子能量分布函數(shù)與激發(fā)態(tài)粒子布居與輻射的耦合；討論用于描述一維和二維空間LIBS等離子體羽膨脹的模型,這個模型包括流體動力學方程。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)由于它制樣簡單,無需樣品準備,能在標準大氣壓下操作等特點成為一個很具吸引力的技術(shù)。我們關(guān)注在非標準壓力和不同環(huán)境氣體下LIBS的研究,改變大氣壓力觀察LIBS的光譜特性,如果合理選擇壓力和氣體組成能提高分辨率、信號強度和總體的信噪比,同時,周圍環(huán)境氣體的組成與壓力對物質(zhì)燒蝕也會產(chǎn)生影響。最后,在DP-LIBS實驗平臺上檢測鐵合金中碳信號,使用共線型雙脈沖結(jié)構(gòu)在惰性氣體環(huán)境下進行實驗,我們研究DP-LIBS的傳統(tǒng)方法,包括脈沖間隔大小和激光波長組合對碳信號強度的影響；同時,討論物質(zhì)熱擴散性與觀察到的等離子體溫度的關(guān)系。研究中發(fā)現(xiàn),與單脈沖LIBS相比,使用雙脈沖激光檢測鐵合金中碳信號主要在于提高碳信號強度,等離子體穩(wěn)定性和持久性。
【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TF63
【圖文】：

２００７年我們在做國家科技支撐計劃項目《l#氧精煉鐵合金節(jié)能減排工藝技術(shù)應(yīng)逡逑用研究》項目時就開始對合金成分精確在線檢測進行研巧，采用了Ｌ距Ｓ技術(shù)對低碳逡逑絡(luò)鐵合金進行成份定量分析（設(shè)備如圖１－１和圖１－２所示），該項目獲得吉林省科技逡逑進步一等獎，但是，我們發(fā)現(xiàn)合金中所含金屬成分檢測的值比非金屬檢測的值精度要逡逑高，而合金的性能受制于非金屬成分。碳是鋼材中最重要的硬化元素，其含量決定鋼逡逑材種類和質(zhì)量，如表１－１所示。如果能及時了解煉鋼（主要煉鋼方式為ＡＯＤ爐和轉(zhuǎn)逡逑爐）過程中各個環(huán)節(jié)的碳含量，那么可Ｗ隨時調(diào)節(jié)冶煉過程，鋼鐵的質(zhì)量和生產(chǎn)效率逡逑也將大大提高。逡逑邐表跋元素含量對鋼鐵性能的影響邐逡逑種類邐碳含量邐Ｍ邐逡逑低碳鋼邐＜０．２５％邐強度較低，塑性和可焊性較好邐逡逑中碳鋼邐０．２５－０．６０％邐較高的強度，但塑椎和可焊性較差邐逡逑高碳鋼邐＞０．６０％邐強度和硬度大，但塑性和可焊性不好邐逡逑ＵＢＳ技術(shù)自其問世來受到了廣泛關(guān)注和研巧

不可能改變脈沖的波長和持續(xù)時間造成的限制和在空間上分離的兩個激光脈逡逑沖的問題。因此，第一個雙脈沖ＵＢＳ實驗是在所謂的共線型結(jié)構(gòu)中進行的，即兩個逡逑激光脈沖沿相同的路徑行進（在它們之間具有適當?shù)臅r間延遲，參見圖２－１）。逡逑第二束脈沖逡逑妙逡逑第一束脈沖逡逑樣品逡逑圖２－１共線性雙廊沖結(jié)構(gòu)逡逑一個共線型Ｌ扭Ｓ實驗結(jié)構(gòu)是相對簡單的，即使兩個獨立的激光器用于產(chǎn)生第一逡逑束脈沖和第二束激光脈沖（兩個激光束沿相同的光路行進）；另一方面，第二束脈沖逡逑與樣品及與第一束化沖產(chǎn)生的等離子體之間物理過程的理論模型并不簡單。凡年前才逡逑對在雙脈沖ＵＢＳ信號增強機制有了的全面理解，從一個純粹的現(xiàn)象學上看，相對于逡逑單脈沖結(jié)構(gòu)，共線型雙脈沖結(jié)構(gòu)的特征在于較大的燒蝕質(zhì)量。如果在激光誘導(dǎo)擊穿光逡逑譜測量是在大氣壓下的空氣中進行的，來自大氣中元素（Ｎ，０，邋Ｃ）在雙脈沖結(jié)構(gòu)中逡逑的發(fā)射譜線相對于單脈沖結(jié)構(gòu)有明顯的降低。逡逑９逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

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本文編號：2722140