辉光放电光谱仪激发源改进研究

发布时间：2021-11-18 06:15

　　辉光放电原子发射光谱仪是近年来应用广泛用于物质表面化学成分检测的现代分析仪器。辉光放电原子发射光谱仪能直接对固体样品进行沿深度方向的逐层分析,尤其在金属检测领域有较大发展空间,在材料表面成分分析研究及产品质量检验等研究领域有着非常重要的作用。本文在小型辉光放电光谱仪实验平台的基础上,首先对激发源启动电源进行改进,对不同参数下光谱仪起辉条件进行了实验探究。其次,对激发源的阴极盘进行改进,增加了光谱仪激发源的阴极盘使用灵活性,并在改进后的阴极盘基础上对激发源放电腔的气密性进行实验测定,以及进行不同材料的溅射实验分析。本文在对传统辉光光谱仪激发源放电原理研究时,发现辉光光谱仪的起辉需要的开路电压很高,需要开路电压为几百伏的恒流源供电,而在激发源放电腔内的惰性气体被击穿后,产生正常辉光放电阶段的电压降低。根据这一放电特性,本文采用双电源对激发源供电。在氩气气体绝缘击穿前用高电压脉冲使气体击穿放电,放电后用直流恒流源供电使激发源内气体持续放电。选取压电陶瓷器件作为高压脉冲电源,对激发源的电源部分增加了压电陶瓷作为高压脉冲电源与直流电源串联使用方案,并对不同电压、氩气气压下光谱仪的起辉条件做实验探... 

【文章来源】：河北大学河北省

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

辉光等离子体放电溅射样品原理示意图

河北大学硕士学位论文10谱信号的采集口。在辉光放电时，样品与杯形阴极在电气上是相连的，样品暴露在阳极筒中的部位被溅射。在溅射速率较大时，样品可能会过热，可采用循环水冷样品压盘法对阴极进行降温。压盖、阳极筒、石英出光口与阴极体之间的结合部位，均采用氟橡胶制成的O形圈密封，O形圈安装前表面涂极薄的密封硅脂以增强密封效果。辉光放电室设有1个Ar气入口和2个真空抽气口，用于保持放电室内部Ar气的气压维持在需要的低压状态，同时在样品表面与阳极端面附近抽气，以限制该部位的放电。图2-3Grimm型辉光放电激发源结构示意图因辉光放电形成的正离子空间电荷效应，可使阴阳极间的电压主要降落在阳极筒内部靠近阴极很近的范围内，形成高的阴极电位降。即放电主要被限制在阳极筒内部靠近阴极很近的范围内，见图2-4负辉位置。由于阳极筒的特殊结构，正柱消失，发光主要是明亮的负辉区。阳极筒端面与阴极之间的间隙只有0.2mm左右，此间隙小于阴极暗区的尺度，故间隙处不会形成放电，这样可以将辉光放电集中限制在样品表面区域[37]。这种限制式辉光放电属于异常辉光放电状态，使得负辉区电压很大，可以获得较大的放电溅射激发功率[28]。图2-4为Grimm型辉光等离子体激发源限制放电示意图[38]。

河北大学硕士学位论文16的作用下，某种材料的内部电荷发生位移，产生极化现象，从而材料的两端会产生不同的电荷，这些电荷的产生即为压电效应。压电陶瓷就是利用这一原理制作而成。在材料表面产生电荷的多少与施加在材料两端的力的大小成正比，而材料表面产生的电量越多，相对应的两表面电势差（电压）也就越大。这种现象可以实现力──电转换等很多功能。压电陶瓷的这种压电效应可以产生高达上千伏的瞬间电脉冲[41]。利用压电陶瓷这种将不同能量相互转换的特性，可以将压电陶瓷应用于压电打火机、煤气灶打火开关、炮弹的触发引信等。如图3-3所示为压电陶瓷原理。图3-3压电陶瓷原理图3-4压电陶瓷点火器图3-4为常用压电点火器，压电点火器利用压电陶瓷原理制成，当按下压电


本文编号：3502373