激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)用于合金鋼成分分析.pdf

1、本文首先對常用的鋼鐵元素成分檢測分析方法進行了介紹，然后提出了激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)這種快速檢測分析鋼鐵的新方法。對LIBS技術(shù)在國內(nèi)外多個領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用發(fā)展情況進行了綜述和分析。
　　以合金鋼為實驗樣品，研究了不同實驗參數(shù)對單脈沖LIBS(SP-LIBS)光譜強度和信號背景比的影響并對實驗條件進行優(yōu)化。搭建了正交預(yù)燒蝕雙脈沖LIBS(DP-LIBS)實驗系統(tǒng)，分別對532nm/1064nm和1064nm/1064

2、nmDP-LIBS的實驗條件進行了優(yōu)化，實驗結(jié)果表明較SP-LIBS光譜而言，合金鋼中元素光譜線均出現(xiàn)了光譜增強，且光譜增強與預(yù)燒蝕激光波長、脈沖延時有關(guān)。在1064nm/1064nm情形下，CrI427.48nm譜線獲得光譜增強達(dá)到67倍，分析了光譜增強機理。對合金鋼標(biāo)樣中的微量元素進行了定量分析，給出了元素濃度定標(biāo)曲線、線性相關(guān)度R2和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果表明DP-LIBS能夠提高線性相關(guān)度、降低相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，從而提高LIBS技術(shù)的靈

3、敏度和可重復(fù)性。推演了合金鋼中微量元素的檢測限和測量誤差，CrI427.48nm、CuI327.396nm的檢測限分別為22.3ppm和11.7ppm，相對誤差均控制在5％以內(nèi)，結(jié)果表明DP-LIBS方法能顯著提高LIBS技術(shù)的檢測精度與可靠性。還實現(xiàn)了對C、S等非金屬元素在可見光區(qū)域的定量分析。
　　通過對正交預(yù)燒蝕DP-LIBS技術(shù)系統(tǒng)的實驗研究，展示了DP-LIBS方法在提高LIBS技術(shù)準(zhǔn)確性、靈敏度、可重復(fù)性及檢測精度方面