【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】激光誘導(dǎo)擊穿光譜是一種基于激光燒蝕方法的新型動(dòng)態(tài)光譜測(cè)量技術(shù)，通過(guò)超短脈沖激光聚焦樣品表面形成等離子體，進(jìn)而對(duì)等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行分析以確定樣品的物質(zhì)成分及含量。因?yàn)槌堂}沖激光聚焦后能量密度較高，可以將任何物態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))的樣品激發(fā)形成等離子體，所以激光誘導(dǎo)擊穿光譜幾乎不受樣品形式的限制，也不需要對(duì)樣品進(jìn)行切片、研磨等預(yù)處理。
但是樣品表面的粗糙程度真的對(duì)激光誘導(dǎo)擊穿光譜毫無(wú)影響嗎？近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所針對(duì)金屬工件表面產(chǎn)生的“刮痕”在激光誘導(dǎo)擊穿光譜分析組成成分時(shí)的影響為對(duì)象，研究了不同表面粗糙度下激光誘導(dǎo)擊穿光譜的分析結(jié)果，并提出了一種減小粗糙度對(duì)激光誘導(dǎo)擊穿光譜定量分析影響的有效方案，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳鋼中Cr、Cu、Mn等元素的高精度定量分析。
研究團(tuán)隊(duì)選擇了表面粗糙度在0.03-0.5μm之間的6塊碳鋼作為實(shí)驗(yàn)樣品，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜進(jìn)行掃描分析。當(dāng)激光燒蝕彈坑固定在約10μm的情況下，研究人員優(yōu)化了在不同粗糙度樣品下采集光譜時(shí)燒蝕彈坑的重疊率，后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激光燒蝕彈坑重疊率為75%時(shí)，光譜穩(wěn)定性好。并且通過(guò)對(duì)碳鋼中Cr、Cu、Mn等元素的分析檢測(cè)驗(yàn)證了這一發(fā)現(xiàn)。
激光誘導(dǎo)擊穿光譜擁有不受樣品制約、對(duì)樣品的破壞性很小以及全元素分析等特性，在各領(lǐng)域都表現(xiàn)出非常大的應(yīng)用潛力，自出現(xiàn)開(kāi)始就受到了光譜測(cè)量領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。近年來(lái)激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)越來(lái)越受重視，研究成果也不斷涌現(xiàn)。沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所在激光誘導(dǎo)擊穿光譜已經(jīng)取得了多項(xiàng)成果，研發(fā)出了多款LIBS在線檢測(cè)產(chǎn)品。
雖然目前激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)仍然存在信噪比低、準(zhǔn)確性不高、測(cè)量成本偏高等困難，但在科研人員的努力下，這項(xiàng)技術(shù)將不斷完善，在更廣泛的領(lǐng)域表現(xiàn)出其價(jià)值。而有了色譜、質(zhì)譜等分析技術(shù)落后的教訓(xùn)，我國(guó)在激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)上相信會(huì)受到更大的重視。
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