基于激光诱导击穿光谱技术的铝合金成分定量分析

孙对兄; 苏茂根; 董晨钟; 王向丽; 张大成; 马新文

doi:10.7498/aps.59.4571

摘要

利用Nd: YAG激光器输出的532 nm激光束对位于空气中的标准变形铝合金样品进行烧蚀产生了激光诱导等离子体.对测量的230—440 nm波长范围的光谱进行了谱线标定,同时基于自由定标方法对样品成分进行了定量分析,确定了样品中的元素含量.分析结果与标准值具有较好的一致性.

关键词:

Laser-induced breakdown plasma is produced by using Q-switched Nd: YAG laser operating at 532 nm, which interacts with the Al alloy sample target in air. The spectral lines in the 230—440 nm wavelength range have been identified, and based on the calibration-free method, the mass concentration of Al alloy are obtained, which is in good agreement with the standard value of the sample.

Keywords:

作者及机构信息

(1)西北师范大学物理与电子工程学院,兰州 730070; (2)中国科学院近代物理研究所,兰州 730000

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10774122,10876028)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20070736001)、兰州重离子加速器国家实验室原子核理论中心基金和西北师范大学科技创新工程基金(批准号:NWNU-KJCXGC-03-21)资助的课题.

Authors and contacts

(1)College of Physics and Electronic Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China; (2)Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China

参考文献

[1]	Adrain R S, Watson J 1984 J. Phys. D: Appl. Phys. 17 1915
[2]	Zaspu Y R, Kireev S V, Protsenko E D, Veselow V K 1992 Appl. Spectrosc. 56 116
[3]	St-Onge L, Kwong E, Sabsabi M, Vadas E B 2002 Spectrochim. Acta B 57 1131
[4]	Charfi B, Harith M A 2002 Spectrochim. Acta B 57 1141
[5]	de Giacomo A, Dell’Aglio M, Colao F, Fantoni R 2004 Spectrochim. Acta B 59 1431
[6]	de Giacomo A, Dell’ Aglio M, Depascale O 2004 Appl.Phys. A-Mater. 79 1035
[7]	Ciucci A, Palleschi V, Rastelli S, Barbini R, Colao F, Fantoni R, Palucci A, Ribezzo S 1996 Appl. Phys. B-Lasers O. 63 185
[8]	Cremers D A, Radziemski L J 2006 Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (Chichester: John Wiley & Sons) p137
[9]	Miles B, Cortes J 1998 Field Anal. Chem.Technol. 2 75
[10]	Bian B M, Chen J P, Yang L 2000 Acta Phys. Sin. 49 445 (in Chinese) [卞保民、陈建平、杨玲 2000 物理学报 49 445]
[11]	Yuan D Q, Zhou M, Liu C L, Yan F, Dai J, Ren N F 2008 Spectrosc. Spect. Anal. 28 2019 (in Chinese) [袁冬青、周明、刘长隆、言峰、戴娟、任乃飞 2008 光谱学与光谱分析 28 2019]
[12]	Jin Z, Zhang J 2001 Acta Phys. Sin. 50 1022 (in Chinese)[金展、张杰 2001 物理学报 50 1022] 〖13] Lin Z X, Chang L, Li J, Liu L M 2009 Spectrosc. Spect. Anal. 29 1675 (in Chinese) [林兆祥、常亮、李捷、刘林美 2009 光谱学与光谱分析 29 1675]
[13]	Chen Z J, Li H K, Liu M, Li R H 2008 Spectrochim. Acta B 63 64
[14]	Cui Z F, Zhang X Y, Yao G X, Wang X L, Xu X S, Zheng X F, Feng E Y, Ji X H 2006 Acta Phys.Sin. 55 4506 (in Chinese) [崔执凤、张先燚、姚关心、汪小丽、许新胜、郑贤锋、凤尔银、季学韩 2006 物理学报 55 4506]
[15]	Bulajic D, Corsi M, Cristoforettii G, Legnaioli S, Palleschi V, Salvetti A, Tognoni E 2002 Spectrochim. Acta B 57 339
[16]	Lazic V, Barbini R, Colao F, Fantoni R, Palucci A 2001 Spectrochim. Acta B 56 807
[17]	Gornushkin I B, Anzano J M, King L A, Smith B W, Omenetto N, Winefordner J D 1999 Spectrochim. Acta B 54 491
[18]	Pavel Y, Doug B, Morrison R, Chadwick B 2006 Spectrochim. Acta B 61 200
[19]	Cristian A D, Diego M D, Graciela B, Daniela B 2008 Spectrochim. Acta B 63 367
[20]	Huddlestone R H, Leonard S L 1965 Plasma Diagnostics Techniques (New York: Academic Press) p48
[21]	Ciucci A, Palleschi V, Rastelli S, Tognoni E 1999 Appl. Spectrosc. 53 960
[22]	Fantoni R, Caneve L, Colao F, Fornarini L, Lazic V, Spizzichino V 2008 Spectrochim. Acta B 63 1097

施引文献

[1]	Adrain R S, Watson J 1984 J. Phys. D: Appl. Phys. 17 1915
[2]	Zaspu Y R, Kireev S V, Protsenko E D, Veselow V K 1992 Appl. Spectrosc. 56 116
[3]	St-Onge L, Kwong E, Sabsabi M, Vadas E B 2002 Spectrochim. Acta B 57 1131
[4]	Charfi B, Harith M A 2002 Spectrochim. Acta B 57 1141
[5]	de Giacomo A, Dell’Aglio M, Colao F, Fantoni R 2004 Spectrochim. Acta B 59 1431
[6]	de Giacomo A, Dell’ Aglio M, Depascale O 2004 Appl.Phys. A-Mater. 79 1035
[7]	Ciucci A, Palleschi V, Rastelli S, Barbini R, Colao F, Fantoni R, Palucci A, Ribezzo S 1996 Appl. Phys. B-Lasers O. 63 185
[8]	Cremers D A, Radziemski L J 2006 Handbook of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (Chichester: John Wiley & Sons) p137
[9]	Miles B, Cortes J 1998 Field Anal. Chem.Technol. 2 75
[10]	Bian B M, Chen J P, Yang L 2000 Acta Phys. Sin. 49 445 (in Chinese) [卞保民、陈建平、杨玲 2000 物理学报 49 445]
[11]	Yuan D Q, Zhou M, Liu C L, Yan F, Dai J, Ren N F 2008 Spectrosc. Spect. Anal. 28 2019 (in Chinese) [袁冬青、周明、刘长隆、言峰、戴娟、任乃飞 2008 光谱学与光谱分析 28 2019]
[12]	Jin Z, Zhang J 2001 Acta Phys. Sin. 50 1022 (in Chinese)[金展、张杰 2001 物理学报 50 1022] 〖13] Lin Z X, Chang L, Li J, Liu L M 2009 Spectrosc. Spect. Anal. 29 1675 (in Chinese) [林兆祥、常亮、李捷、刘林美 2009 光谱学与光谱分析 29 1675]
[13]	Chen Z J, Li H K, Liu M, Li R H 2008 Spectrochim. Acta B 63 64
[14]	Cui Z F, Zhang X Y, Yao G X, Wang X L, Xu X S, Zheng X F, Feng E Y, Ji X H 2006 Acta Phys.Sin. 55 4506 (in Chinese) [崔执凤、张先燚、姚关心、汪小丽、许新胜、郑贤锋、凤尔银、季学韩 2006 物理学报 55 4506]
[15]	Bulajic D, Corsi M, Cristoforettii G, Legnaioli S, Palleschi V, Salvetti A, Tognoni E 2002 Spectrochim. Acta B 57 339
[16]	Lazic V, Barbini R, Colao F, Fantoni R, Palucci A 2001 Spectrochim. Acta B 56 807
[17]	Gornushkin I B, Anzano J M, King L A, Smith B W, Omenetto N, Winefordner J D 1999 Spectrochim. Acta B 54 491
[18]	Pavel Y, Doug B, Morrison R, Chadwick B 2006 Spectrochim. Acta B 61 200
[19]	Cristian A D, Diego M D, Graciela B, Daniela B 2008 Spectrochim. Acta B 63 367
[20]	Huddlestone R H, Leonard S L 1965 Plasma Diagnostics Techniques (New York: Academic Press) p48
[21]	Ciucci A, Palleschi V, Rastelli S, Tognoni E 1999 Appl. Spectrosc. 53 960
[22]	Fantoni R, Caneve L, Colao F, Fornarini L, Lazic V, Spizzichino V 2008 Spectrochim. Acta B 63 1097

[1]	侯佳佳, 张大成, 冯中琦, 朱江峰. 基于温度迭代校正自吸收效应的激光诱导击穿光谱定量分析方法. 物理学报, 2024, 73(5): 054205. doi: 10.7498/aps.73.20231541
[2]	朱诚, 陈仙辉, 王城, 宋明, 夏维东. 氩-碳-硅等离子体热力学性质和输运系数计算. 物理学报, 2023, 72(12): 125202. doi: 10.7498/aps.72.20222390
[3]	何霄, 肖小舟, 何滨, 薛平, 肖嘉莹. 基于光声泵浦成像的氧分压测量定量分析. 物理学报, 2023, 72(21): 218101. doi: 10.7498/aps.72.20231041
[4]	戴宇佳, 李明亮, 宋超, 高勋, 郝作强, 林景全. 空间约束结合梯度下降法提高铝合金中Fe成分激光诱导击穿光谱技术检测精度. 物理学报, 2021, 70(20): 205204. doi: 10.7498/aps.70.20210792
[5]	杨雪, 李苏宇, 姜远飞, 陈安民, 金明星. 不同样品温度下聚焦透镜到样品表面距离对激光诱导铜击穿光谱的影响. 物理学报, 2019, 68(6): 065201. doi: 10.7498/aps.68.20182198
[6]	赵法刚, 张宇, 张雷, 尹王保, 董磊, 马维光, 肖连团, 贾锁堂. 基于自吸收量化的激光诱导等离子体表征方法. 物理学报, 2018, 67(16): 165201. doi: 10.7498/aps.67.20180374
[7]	刘玉峰, 张连水, 和万霖, 黄宇, 杜艳君, 蓝丽娟, 丁艳军, 彭志敏. 激光诱导击穿火焰等离子体光谱研究. 物理学报, 2015, 64(4): 045202. doi: 10.7498/aps.64.045202
[8]	刘玉峰, 丁艳军, 彭志敏, 黄宇, 杜艳君. 激光诱导击穿空气等离子体时间分辨特性的光谱研究. 物理学报, 2014, 63(20): 205205. doi: 10.7498/aps.63.205205
[9]	陈添兵, 姚明印, 刘木华, 林永增, 黎文兵, 郑美兰, 周华茂. 基于多元定标法的脐橙Pb元素激光诱导击穿光谱定量分析. 物理学报, 2014, 63(10): 104213. doi: 10.7498/aps.63.104213
[10]	张颖, 张大成, 马新文, 潘冬, 赵冬梅. 基于激光诱导击穿光谱技术定量分析食用明胶中的铬元素. 物理学报, 2014, 63(14): 145202. doi: 10.7498/aps.63.145202
[11]	王春龙, 刘建国, 赵南京, 马明俊, 王寅, 胡丽, 张大海, 余洋, 孟德硕, 章炜, 刘晶, 张玉钧, 刘文清. 水体重金属激光诱导击穿光谱定量分析方法对比研究. 物理学报, 2013, 62(12): 125201. doi: 10.7498/aps.62.125201
[12]	张旭, 姚明印, 刘木华. 激光诱导击穿光谱结合偏最小二乘法定量分析脐橙中Cd含量. 物理学报, 2013, 62(4): 044211. doi: 10.7498/aps.62.044211
[13]	鲁翠萍, 刘文清, 赵南京, 刘立拓, 陈东, 张玉钧, 刘建国. 土壤重金属铬元素的激光诱导击穿光谱定量分析研究. 物理学报, 2011, 60(4): 045206. doi: 10.7498/aps.60.045206
[14]	马晓菁, 赵红卫, 代斌, 刘桂锋. 次黄嘌呤及其核苷的THz光谱. 物理学报, 2008, 57(6): 3429-3434. doi: 10.7498/aps.57.3429
[15]	张大成, 马新文, 朱小龙, 李斌, 祖凯玲. 激光诱导击穿光谱应用于三种水果样品微量元素的分析. 物理学报, 2008, 57(10): 6348-6353. doi: 10.7498/aps.57.6348
[16]	庞雪君, 王强, 王春江, 王亚勤, 李亚彬, 赫冀成. 强磁场对铝合金中溶质组元分布状态的影响效果. 物理学报, 2006, 55(10): 5129-5134. doi: 10.7498/aps.55.5129
[17]	彭开萍, 陈文哲, 钱匡武. 3004铝合金“反常”锯齿屈服现象的研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3569-3575. doi: 10.7498/aps.55.3569
[18]	崔执凤, 张先燚, 姚关心, 汪小丽, 许新胜, 郑贤锋, 凤尔银, 季学韩. 铅黄铜合金中痕量元素定量分析的激光诱导击穿谱研究. 物理学报, 2006, 55(9): 4506-4513. doi: 10.7498/aps.55.4506
[19]	吴汉华, 龙北红, 吕宪义, 汪剑波, 金曾孙. 铝合金微弧氧化过程中电学参量的特性研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1697-1701. doi: 10.7498/aps.54.1697
[20]	张杰, 王薇. 数值模拟辐射场对激光等离子体中物理过程的影响. 物理学报, 2001, 50(8): 1517-1520. doi: 10.7498/aps.50.1517

计量

文章访问数: 7704
PDF下载量: 1092
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板