激光诱导击穿光谱技术在钛合金、中低合金钢定量分析中的应用及其影响因素研究
发布时间：2020-12-07 09:54
激光诱导击穿光谱技术作为一种新兴技术被应用于分析领域,因其多种技术优势而受到广泛关注。本论文利用激光诱导击穿光谱技术先后定量分析中低合金钢和TC11钛合金,并且将激光诱导击穿光谱技术分析样品的结果与两种较为成熟的仪器分析方法进行对比分析。实验利用半导体泵浦激光器、PMT检测器,在大气环境中用内标法定量分析中低合金钢。优化实验条件,激光脉冲能量70mJ,脉冲频率20Hz,样品表面吹氩气,气流量为4.5L/min,建立中低合金钢中C、Si、Mn、Ni、Cr、Cu等元素的分析标准曲线,相关系数均大于0.99。利用灯泵浦激光器、CCD检测器,在大气环境中用内标法定量分析TC11钛合金,优化实验条件,激光能量为73 mJ,样品表面吹氩气且气流量调节为8 L/min,建立TC11钛合金中Al、Mo、Zr、Fe、Si等元素的分析标准曲线,相关性均大于0.99,其中Zr元素分析标准曲线的相关性达到0.999。研究分别利用LIBS、Spark-OES和ICP-OES测定样品并对测定结果对比分析,LIBS分析更加快速,可在线分析,是一项更为方便的分析新技术。本研究中利用LIBS技术分析钛合金的实验为研究其...
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１激光诱导击穿光谱装置主要组成部分示意图??
光谱仪（山东东仪光电仪器有限公司），用光电倍增管（ＰＭＴ）检测光信号，光栅焦??距为７５０ｍｍ，分辨率优于０．０１ｍｍ。??实验装置简图如图３．１所示。??Ｓａｍｐｌｅ?ｓｔａｎｄ?Ｐａｓｃｈｅｎ－Ｒｕｎｇｅ??Ａｒｇｏｎ?—？?—｜???Ｃｏｍｐｕｔｏｒ??ｒ？?Ｃ〇ｎｔｒ〇１??Ｑｕａｎｔｚ?ｌｅｎｓ??Ｐｕｌｓｅ?ｄｅｌａｙ??／ｓ／ｖｙ．?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??Ｉ，ｒ??Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ｍｉｒｒｏ＾ｘ＾?爹?Ｎｄ：ＹＡＧ?ＤＰＳＳＬ??图３．１实验装置示意图??实验所用测试材料为中低合金钢标准样品。样品编号及元素含量见表３．１。??１０??
Ｅｌｍ］??图３．２各元素特征谱线强度随激光能量变化趋势图??由图３．２可见，在３０ｍＪ￣１００ｍＪ能量范围内Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ及Ｃｕ等元素谱线强??度均随着激光能量的增大先升高，后不再增强或略有降低，这是由于激光与等离子体??相互作用产生了屏蔽效应［７８］，即一部分能量被等离子体所吸收，到达样品表面的能量??减小了，故导致谱线强度降低。??以?ＢＨＧ１６０６－１？ＢＨＧ１６０６－５?和?ＹＳＢＳ１８２０１、ＹＳＢＳ１８２０３、ＹＳＢＳ１８２０５、??ＹＳＢＳ１８２０６共９块标准样品，在不同能量下制作校准曲线。??ＢＨＧ１６０６－４号作为分析样品，在绘制标准曲线的基础上，测定１１次，得到相对??标准偏差ＲＳＤ
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光诱导击穿光谱自由定标法分析钛合金中主量元素[J]. 高军,刘英,张勇. 分析试验室. 2016(10)
[2]LIBS法定量分析钛合金中的合金元素[J]. 雷天宇,张勇,刘英,张志明. 稀有金属. 2018(02)
[3]XRF法和ICP-AES法测定TC4钛合金中铝含量的不确定度评定[J]. 周恺,孙宝莲,刘雷雷,董岐. 钛工业进展. 2015(03)
[4]LIBS检测污染马铃薯中的Pb及偏最小二乘定量分析模型[J]. 杨平,姚明印,黄林,胡慧琴,陈娟,张煜煜,胡淑芬,王彩虹,刘木华. 光电子·激光. 2015(01)
[5]X射线荧光光谱法测定铬、钒、钛共存的钛合金中12种元素[J]. 张环月,季守华,李春艳. 冶金分析. 2014(05)
[6]钢铁中钒、钛元素的激光诱导击穿光谱定量检测[J]. 郭连波,张庸,郝中骐,沈萌,李常茂,任昭,李祥友,曾晓雁. 光谱学与光谱分析. 2014(01)
[7]石墨富集方式下水中Cr元素的LIBS检测[J]. 王寅,赵南京,马明俊,王春龙,余洋,孟德硕,刘建国,刘文清. 激光技术. 2013(06)
[8]ICP-AES法测定TB6钛合金中铝钒铁[J]. 庞晓辉,高颂,王桂军. 分析仪器. 2013(04)
[9]激光诱导击穿光谱检测牛奶中的Na元素[J]. 徐媛,姚明印,刘木华. 光电子.激光. 2013(05)
[10]激光诱导击穿光谱对污染鱼体内重金属元素分布与含量的分析[J]. 万雄,王建宇,叶健华,王鹏,张志敏. 光谱学与光谱分析. 2013(01)
博士论文
[1]基于激光诱导击穿光谱技术的土壤理化信息检测方法研究[D]. 余克强.浙江大学 2016
[2]激光诱导击穿光谱技术检测物质成分的理论应用分析和实验研究[D]. 朱德华.南京理工大学 2012
[3]激光诱导击穿光谱技术的初步研究[D]. 罗文峰.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
硕士论文
[1]激光诱导透蚀光谱仪研制及元素定量分析方法研究[D]. 刘洁.中国地质大学（北京） 2014
本文编号：2903052
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１激光诱导击穿光谱装置主要组成部分示意图??
光谱仪（山东东仪光电仪器有限公司），用光电倍增管（ＰＭＴ）检测光信号，光栅焦??距为７５０ｍｍ，分辨率优于０．０１ｍｍ。??实验装置简图如图３．１所示。??Ｓａｍｐｌｅ?ｓｔａｎｄ?Ｐａｓｃｈｅｎ－Ｒｕｎｇｅ??Ａｒｇｏｎ?—？?—｜???Ｃｏｍｐｕｔｏｒ??ｒ？?Ｃ〇ｎｔｒ〇１??Ｑｕａｎｔｚ?ｌｅｎｓ??Ｐｕｌｓｅ?ｄｅｌａｙ??／ｓ／ｖｙ．?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ??Ｉ，ｒ??Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ｍｉｒｒｏ＾ｘ＾?爹?Ｎｄ：ＹＡＧ?ＤＰＳＳＬ??图３．１实验装置示意图??实验所用测试材料为中低合金钢标准样品。样品编号及元素含量见表３．１。??１０??
Ｅｌｍ］??图３．２各元素特征谱线强度随激光能量变化趋势图??由图３．２可见，在３０ｍＪ￣１００ｍＪ能量范围内Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ及Ｃｕ等元素谱线强??度均随着激光能量的增大先升高，后不再增强或略有降低，这是由于激光与等离子体??相互作用产生了屏蔽效应［７８］，即一部分能量被等离子体所吸收，到达样品表面的能量??减小了，故导致谱线强度降低。??以?ＢＨＧ１６０６－１？ＢＨＧ１６０６－５?和?ＹＳＢＳ１８２０１、ＹＳＢＳ１８２０３、ＹＳＢＳ１８２０５、??ＹＳＢＳ１８２０６共９块标准样品，在不同能量下制作校准曲线。??ＢＨＧ１６０６－４号作为分析样品，在绘制标准曲线的基础上，测定１１次，得到相对??标准偏差ＲＳＤ
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光诱导击穿光谱自由定标法分析钛合金中主量元素[J]. 高军,刘英,张勇. 分析试验室. 2016(10)
[2]LIBS法定量分析钛合金中的合金元素[J]. 雷天宇,张勇,刘英,张志明. 稀有金属. 2018(02)
[3]XRF法和ICP-AES法测定TC4钛合金中铝含量的不确定度评定[J]. 周恺,孙宝莲,刘雷雷,董岐. 钛工业进展. 2015(03)
[4]LIBS检测污染马铃薯中的Pb及偏最小二乘定量分析模型[J]. 杨平,姚明印,黄林,胡慧琴,陈娟,张煜煜,胡淑芬,王彩虹,刘木华. 光电子·激光. 2015(01)
[5]X射线荧光光谱法测定铬、钒、钛共存的钛合金中12种元素[J]. 张环月,季守华,李春艳. 冶金分析. 2014(05)
[6]钢铁中钒、钛元素的激光诱导击穿光谱定量检测[J]. 郭连波,张庸,郝中骐,沈萌,李常茂,任昭,李祥友,曾晓雁. 光谱学与光谱分析. 2014(01)
[7]石墨富集方式下水中Cr元素的LIBS检测[J]. 王寅,赵南京,马明俊,王春龙,余洋,孟德硕,刘建国,刘文清. 激光技术. 2013(06)
[8]ICP-AES法测定TB6钛合金中铝钒铁[J]. 庞晓辉,高颂,王桂军. 分析仪器. 2013(04)
[9]激光诱导击穿光谱检测牛奶中的Na元素[J]. 徐媛,姚明印,刘木华. 光电子.激光. 2013(05)
[10]激光诱导击穿光谱对污染鱼体内重金属元素分布与含量的分析[J]. 万雄,王建宇,叶健华,王鹏,张志敏. 光谱学与光谱分析. 2013(01)
博士论文
[1]基于激光诱导击穿光谱技术的土壤理化信息检测方法研究[D]. 余克强.浙江大学 2016
[2]激光诱导击穿光谱技术检测物质成分的理论应用分析和实验研究[D]. 朱德华.南京理工大学 2012
[3]激光诱导击穿光谱技术的初步研究[D]. 罗文峰.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
硕士论文
[1]激光诱导透蚀光谱仪研制及元素定量分析方法研究[D]. 刘洁.中国地质大学（北京） 2014
本文编号：2903052
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