一种减小粗糙度对LIBS定量分析影响的有效方案已提出

   日期:2020-03-23     来源:中国仪器网    浏览:177    评论:0    
核心提示:近日,中国科学院沈阳自动化所激光诱导击穿光谱团队提出了一种减小粗糙度对LIBS定量分析影响的有效方案,对样品表面粗糙度在0.03-0.5μm之间的6块碳钢进行了扫描分析。
  近日,中国科学院沈阳自动化所激光诱导击穿光谱(LIBS)团队提出了一种减小粗糙度对LIBS定量分析影响的有效方案,对样品表面粗糙度在0.03-0.5μm之间的6块碳钢进行了扫描分析。通过优化在不同粗糙度样品下采集光谱时烧蚀弹坑的重叠率,拟合曲线的决定系数都高于0.993。激光诱导击穿光谱(LIBS)无损检测方法实现了对碳钢中Cr, Cu, Mn等元素的高精度定量分析

  
       无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下,利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术和设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,无损检测的重要性已得到公认。

       碳钢是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。也叫碳素钢。一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。一般碳钢中含碳量越高则硬度越大,强度也越高,但塑性越低。碳钢主要指力学性能取决于钢中的碳含量,而一般不添加大量的合金元素的钢,有时也称为普碳钢或碳素钢。碳含量对碳钢组织的影响:当碳含量小于0.77%时,随着碳含量的增加铁素体的含量逐渐减少,主观题的含量逐渐增加,当碳含量增大到0.77%时,珠光体的含量增加到100%;碳含量继续增加,出现了新的组织二次渗碳体,当碳含量增加到0.9%时,二次渗碳体形成网状型态,导致碳钢所有力学性能均下降。

       无损检测已不再是仅仅使用X 射线,包括声、电、磁、电磁波、中子、激光等各种物理现象几乎都被用做于了无损检测,譬如:超声检测、涡流检测、磁粉检测、射线检测、渗透检测、目视检测、红外检测、微波检测、泄漏检测、声发射检测、漏磁检测、磁记忆检测、热中子照相检测、激光散斑成像检测、光纤光栅传感技术,等等,而且还在不断地开发和应用新的方法和技术。

       常用的无损检测方法:涡流检测(ECT)、射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和液体渗透检测(PT) 五种。其他无损检测方法:声发射检测(AE)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)、超声波衍射时差法(TOFD)等。

       什么是激光诱导击穿光谱

       技术通过超短脉冲激光聚焦样品表面形成等离子体,进而对等离子体发射光谱进行分析以确定样品的物质成分及含量。超短脉冲激光聚焦后能量密度较高,可以将任何物态(固态、液态、气态)的样品激发形成等离子体,LIBS技术(原则上)可以分析任何物态的样品,仅受到激光的功率以及摄谱仪&检测器的灵敏度和波长范围的限制。再者,几乎所有的元素被激发形成等离子体后都会发出特征谱线,因此,LIBS可以分析大多数的元素。如果要分析的材料的成分是已知的,LIBS可用于评估每个构成元素的相对丰度,或监测杂质的存在。在实践中,检测极限是:a)等离子体激发温度的函数,b)光收集窗口,以及c)所观查的过渡谱线的强度。LIBS利用光学发射光谱,并且是该程度非常类似于电弧/火花发射光谱。

       LIBS在技术上是非常相似的一些其它基于激光的分析技术,共享许多相同的硬件。这些技术是拉曼光谱学的振动光谱技术,激光诱导荧光(LIF)的荧光光谱技术。实际上,现在设备已经被制造成在单个仪器中结合这些技术,允许样品原子的,分子的和结构的特征研究,以给予物理性质的一个更深入的了解。光谱仪包括分光部分和光电转换模块。

       定量分析的含义

       是识别危险的一种方法。原是分析化学的一个分支,以测定物质中各成分的含量为主要目标。根据所用方法的不同,分为重量分析、容量分析和仪器分析三类。因分析试样用量和被测成分的不同,又可分为常量分析、半微量分析、微量分析、超微量分析等。后推广为在明确划分物质种类的前提下,即把物质定性以后,具体分析物质的强度、刚度、范围变化量指标。在“量” 的方面分析物质,适于分析危险损失发生的概率、频率和损失程度等量度指标。

       激光诱导反应法

       是利用激光来引发、活化反应物系,从而合成高品位纳米材料的一种方法。其基本原理是:利用大功率激光器的激光束照射于反应气体,反应气体通过对激光光子的强吸收,气体分子或原子在瞬间得到加热、活化,在极短时间内反应气体分子或原子获得化学反应所需要的温度,迅速完成反应、成核与凝聚、生长等过程,从而制得相应物质的纳米微粒。

       通常,入射激光束垂直于反应气流,反应气体分子或原子吸收激光光子后被迅速加热,根据估算,激光加热的速率为106-108°C/s,加热到反应最高温度的时间小于10-4s。被加热的反应气流将在反应区域内形成稳定分布的火焰,火焰中心的温度一般远高于相应化学反应所需温度,因此反应将在10-3s内完成。生成的核粒子在载气流的吹送下迅速脱离反应区,经短暂生长过程到达收集室。
 
日期: 2020-03-23
标签: 粗糙度 LIBS 定量 定量分析 影响 沈阳自动化所
 
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