【摘要】：鐵合金冶煉過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)含碳量的變化,調(diào)控冶煉過程,對(duì)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(gè)領(lǐng)域,在鋼鐵冶煉中,它比較適合金屬元素,對(duì)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(qiáng)度及元素檢出限有很大程度提高,使得DP-LIBS檢測(cè)鐵合金中弱信號(hào)的碳含量成為可能。本文首先對(duì)DP-LIBS技術(shù)背景和研究現(xiàn)狀進(jìn)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(jí)模式減小到一個(gè)集總的三級(jí)系統(tǒng)的計(jì)算原子種類配分函數(shù)的方法,這種方法簡(jiǎn)單、精確。通過例子說明碰撞輻射模型,強(qiáng)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(gè)模型包括流體動(dòng)力學(xué)方程。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)由于它制樣簡(jiǎn)單,無需樣品準(zhǔn)備,能在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下操作等特點(diǎn)成為一個(gè)很具吸引力的技術(shù)。我們關(guān)注在非標(biāo)準(zhǔn)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(hào)強(qiáng)度和總體的信噪比,同時(shí),周圍環(huán)境氣體的組成與壓力對(duì)物質(zhì)燒蝕也會(huì)產(chǎn)生影響。最后,在DP-LIBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上檢測(cè)鐵合金中碳信號(hào),使用共線型雙脈沖結(jié)構(gòu)在惰性氣體環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),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(zhǎng)組合對(duì)碳信號(hào)強(qiáng)度的影響；同時(shí),討論物質(zhì)熱擴(kuò)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(cè)鐵合金中碳信號(hào)主要在于提高碳信號(hào)強(qiáng)度,等離子體穩(wěn)定性和持久性。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF63
【圖文】：

２００７年我們?cè)谧鰢铱萍贾斡?jì)劃項(xiàng)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(xiàng)目時(shí)就開始對(duì)合金成分精確在線檢測(cè)進(jìn)行研巧，采用了Ｌ距Ｓ技術(shù)對(duì)低碳逡逑絡(luò)鐵合金進(jìn)行成份定量分析（設(shè)備如圖１－１和圖１－２所示），該項(xiàng)目獲得吉林省科技逡逑進(jìn)步一等獎(jiǎng)，但是，我們發(fā)現(xiàn)合金中所含金屬成分檢測(cè)的值比非金屬檢測(cè)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(shí)了解煉鋼（主要煉鋼方式為ＡＯＤ爐和轉(zhuǎn)逡逑爐）過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的碳含量，那么可Ｗ隨時(shí)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(duì)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(qiáng)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(qiáng)度，但塑椎和可焊性較差邐逡逑高碳鋼邐＞０．６０％邐強(qiáng)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(zhǎng)和持續(xù)時(shí)間造成的限制和在空間上分離的兩個(gè)激光脈逡逑沖的問題。因此，第一個(gè)雙脈沖ＵＢＳ實(shí)驗(yàn)是在所謂的共線型結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的，即兩個(gè)逡逑激光脈沖沿相同的路徑行進(jìn)（在它們之間具有適當(dāng)?shù)臅r(shí)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(gè)共線型Ｌ扭Ｓ實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)是相對(duì)簡(jiǎn)單的，即使兩個(gè)獨(dú)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(gè)激光束沿相同的光路行進(jìn)）；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(jiǎn)單。凡年前才逡逑對(duì)在雙脈沖ＵＢＳ信號(hào)增強(qiáng)機(jī)制有了的全面理解，從一個(gè)純粹的現(xiàn)象學(xué)上看，相對(duì)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(cè)量是在大氣壓下的空氣中進(jìn)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(duì)于單脈沖結(jié)構(gòu)有明顯的降低。逡逑９逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 呂俊杰;高逸鋒;;中國鐵合金工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與發(fā)展趨勢(shì)[J];鐵合金;2007年03期

2 沙平生;禹素萍;聶朝江;劉立;;基于超小微晶片激光的便攜式LIBS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J];儀表技術(shù);2011年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李捷;應(yīng)用激光誘導(dǎo)擊穿光譜進(jìn)行煤質(zhì)測(cè)量的機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張琳;基于GA-BP混合算法的轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)優(yōu)化控制模型[D];重慶大學(xué);2004年

2 甄云璞;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)錳、磷靜態(tài)預(yù)報(bào)模型[D];河北理工大學(xué);2005年

3 鄭玉平;唐山不銹鋼轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)預(yù)報(bào)模型及其應(yīng)用[D];河北理工大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2722140