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我国激光诱导击穿光谱技术获得新突破

仪表研发 2020年03月26日 13:52:32 来源:仪器网人气:13709
  【仪表网 仪表研发】激光诱导击穿光谱是一种基于激光烧蚀方法的新型动态光谱测量技术,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。因为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,所以激光诱导击穿光谱几乎不受样品形式的限制,也不需要对样品进行切片、研磨等预处理。
 
  但是样品表面的粗糙程度真的对激光诱导击穿光谱毫无影响吗?近日,中国科学院沈阳自动化研究所针对金属工件表面产生的“刮痕”在激光诱导击穿光谱分析组成成分时的影响为对象,研究了不同表面粗糙度下激光诱导击穿光谱的分析结果,并提出了一种减小粗糙度对激光诱导击穿光谱定量分析影响的有效方案,同时实现了对碳钢中Cr、Cu、Mn等元素的高精度定量分析。
 
  研究团队选择了表面粗糙度在0.03-0.5μm之间的6块碳钢作为实验样品,利用激光诱导击穿光谱进行扫描分析。当激光烧蚀弹坑固定在约10μm的情况下,研究人员优化了在不同粗糙度样品下采集光谱时烧蚀弹坑的重叠率,最后发现,当激光烧蚀弹坑重叠率为75%时,光谱稳定性最好。并且通过对碳钢中Cr、Cu、Mn等元素的分析检测验证了这一发现。
 
  激光诱导击穿光谱拥有不受样品制约、对样品的破坏性很小以及全元素分析等特性,在各领域都表现出非常大的应用潜力,自出现开始就受到了光谱测量领域的广泛关注。近年来激光诱导击穿光谱技术越来越受重视,研究成果也不断涌现。沈阳自动化研究所在激光诱导击穿光谱已经取得了多项成果,研发出了多款LIBS在线检测产品。
 
  虽然目前激光诱导击穿光谱技术仍然存在信噪比低、准确性不高、测量成本偏高等困难,但在科研人员的努力下,这项技术将不断完善,在更广泛的领域表现出其价值。而有了色谱、质谱等分析技术落后的教训,我国在激光诱导击穿光谱技术上相信会受到更大的重视。
 
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