强度比定标法分析激光诱导击穿碳谱线-Orbi(ULg).PDFVIP

维普资讯 第 2O卷第 7期 强 激 光 与 粒 子 束 Vo1．2O，No．7 2008年 7月 HIGH POW ER LASER AND PARTICLE BEAMS Ju1．，2008 文章编号 ： 1001—4322(2008)07—1089—04 强度 比定标法分析激光诱导击穿碳谱线 姚顺春 ， 陆继东 。，谢承利。，李 娉 ， 潘圣华 ，李 捷。，刘 彦 (1．华南理工大学 电力学院，广州 510640；2．华中科技大学 煤燃烧国家重点实验室，武汉 430074) 摘 要： 利用激光诱导击穿光谱技术，使样品在大气常压环境下被击穿形成等离子体，探测等离子体发 射信号。选择混合样品所含的基体元素硅作为内标元素，分别根据碳谱线峰值强度、分析线和 内标线峰值强度 比建立不同的定标曲线。对两种定标曲线的拟合度、测量重复性以及定量分析结果准确度进行了研究。研究 结果表 明：强度 比定标法在一定程度上可以提高定标 曲线的拟合度和测量重复性 ，减小强度 比定标法定量分析 结果的误差，提高测量准确度 。 关键词： 激光诱导击穿光谱 ； 强度 比； 定标 曲线； 拟合度； 测量重复性； 准确度 中图分类号 ： 0657．38 文献标志码 ： A 激光诱导击穿光谱 (LIBS)作为一种光谱化学分析技术 ，在过去 的2O多年 中得到了快速发展。独特的多 元素同步实时分析能力，简单的样品预处理要求 ，使该技术被广泛应用于各种对象的定性、定量分析[1]。由于 激光等离子体特性容易受到基体效应和一些难以避免的客观因素 ，如激光强度脉动、样品表面特性等的干扰而 影响定量分析的精确度。在定量分析过程 中，可 以通过选择内标元素来降低基体效应和实验参数波动 的影 响[6。]，然而传统的内标元素选择要求非常严格 ，适用范围有 限。一般是加入 固定含量试样本身不含的元素作 为 内标 ，或选择试样本身所含的主体元素作为 内标 ，要求其含量变化非常小 ，而且所选 的内标元素应该和分析 元素具有相近的理化性质和电离能[8Ig]。在大多数不能使用传统 内标法的LIBS测量中，同样存在各种参数的 随机波动导致样 品烧蚀量的变化 ，造成等离子体信号发射强度的涨落。可以选择样 品中含量相对稳定的元素 或者背景信号作为内标n¨ ，利用分析线和内标线 的峰值强度 比来建立定标曲线 ，这种强度 比定标法可以在一 定程度上消除各种参数波动的影响，提高LIBS测量重复性、定标曲线的拟合度和测量结果的准确度[143。本文 通过探测激光等离子体发射的元素特征谱线 ，选用样 品中含量相对稳定 的硅 (Si)元素作为内标 ，计算碳 (C)和 Si元素特征谱线的峰值强度 比，建立了定标 曲线，分析了强度 比定标法对 LIBS测量重复性、定标曲线拟合度 和测量结果准确度的影响。 1 实验和样 品介绍 1．1 样 品制备 分析所用的样品分为 7组，含碳量为 0．52 ～11 ，由化学纯石墨和分析纯 SiO。粉末按一定的质量 比例 搅拌混合而成，其含量如表 1所示 。 表1石墨和二氧化硅混合样品中元素的质量百分数 在进行 LIBS测量时，粉状样 品放在一个 内径为 Table1 Elementmassfraction inmixedsample 36mm、深度为 5mm的圆柱形金属盒中，并用工具将 ofgraphiteandsilicadioxide 被测样品的表面压平 。盛放样品的金属盒由电机控制 的旋转平 台带动 ，以一定的速度绕着竖直方向旋转 ，避 免连续两次脉冲打在样 品表面的同一点上 。 1．2 LIBS测量 系统 实验所用 的 LIBS测量系统如图 1所示 ，主要包 括 Nd：YAG调 Q脉冲激光器 (脉宽 6riS；激光能量 100mJ；波长532rim；实验采用手控单次触发)、光纤 * 收稿 日期 ：2008—01—08； 修订 日期 ：2008—06—05 基金项 目：国家 自然科学基金项 目(50