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[期刊论文] 郝晓剑 唐慧娟 胡晓涛
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EI CSTPCD 北大核心 SCI
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摘要:针对激光诱导击穿光谱技术(LIBS)中等离子体的发射光谱增强问题,提出一种磁场增强LIBS与纳米颗粒增强LIBS(NELIBS)相结合的方法.采用热蒸发法在样品表面沉积一层直径20 nm的金纳米颗粒.利用波长为1 064 nm,最大能量为200 mJ的Nd:YAG脉冲激光器在室温,一个标准大气压下对纯铜和黄铜进行诱导击穿.调整激光能量为30~110mJ,分别使用传统LIBS、磁场增强LIBS、NELIBS以及两种方法结合对纯铜进行激光诱导击穿,得到特征谱线(Cu Ⅰ 521.8 nm)的强度增强因子和信噪比,并对其增强机理进行分析.在相同环境下使用四种方式对黄铜和纯铜进行诱导击穿以探测样品中的微量元素.当在样品表面沉淀金纳米颗粒或者将沉淀有金纳米颗粒的样品放在磁场中进行诱导击穿时,发现纯铜样品的光谱中存在Mg元素的特征谱线MgⅡ279.569nm,黄铜样品的光谱中存在Si元素的特征谱线SiⅠ251.611nm.实验结果表明:单独施加磁场约束或增加纳米金颗粒均可以有效增强等离子体光谱强度,但增强效果弱于两种方法结合,磁场约束对光谱的增强效果弱于NELIBS的增强效果.当结合NELIBS与磁场约束LIBS时,谱线增强因子最高可达14.3(Cu Ⅰ 521.8 nm),相比于磁场增强LIBS和NELIBS,最大增强因子分别提高了28%和59%.四种情况中当激光脉冲能量逐渐增大时,等离子体向外膨胀的强度增大,磁场产生的洛伦兹力束缚等离子的能力相对减弱,同时纳米金颗粒对等离子体发射光谱的增强作用被削弱,谱线强度降低,等离子体的增强因子逐渐减小后趋于稳定.通过NELIBS与磁场约束LIBS结合方式,不仅可以有效提高等离子体的发射谱线强度,改善光谱信号信噪比,而且传统LIBS方法中由于谱线强度低、背景噪声大而无法探测的微量元素可以被探测到,LIBS技术对微量元素的探测能力得到显著提高,微量元素的探测下限变得更低.NELIBS与磁场约束LIBS结合的方法具有更高的灵敏度和准确度,为激光诱导击穿光谱技术的谱线增强方法提供了新的思路,在该领域具有广阔的应用前景....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:针对激光诱导Cu等离子体时间演化问题,使用Nd∶YAG脉冲激光器对Cu样品进行烧蚀产生等离子体,采集延迟时间为0.5~10 μs时等离子体时间分辨光谱并对整体谱线进行分析.激光能量调节为142mJ,在热力学平衡状态下,利用Boltzmann斜率法测得等离子体电子温度.选择独立较好、不受相邻谱线影响的Cu I521.8 nm作为特征谱线测量其半波宽度,并采用Stark展宽法计算等离子体的电子密度.实验表明:随着延时时间的增加,等离子体内能因不断向外扩展转化为动能而骤减,电子温度整体呈下降趋势,且在延时时间为2μs时达到最大,延时时间13μs后下降趋缓.随着延迟时间的增加,等离子体的电子密度降低,电子与发射粒子之间的碰撞程度也相应降低,谱线展宽随之减小....
摘要:为解决爆炸场反应剧烈、产生的瞬时温度高、作用时间短、环境十分恶劣,导致传统的接触式测温方法不再适用的问题,利用Android平台设计一款便携式原子发射双谱线温度测量仪,通过温度测量硬件电路、蓝牙电路和智能终端APP设计,实现从温度的采集、传输到显示、存储.该便携式原子发射双谱线温度测量仪结合智能手机和移动互联网,有效地提高测量的效率,具有良好的可操作性、安全性及便携性.经实验验证,该测量仪测温上限高,测温精度好,相对误差小于1%....
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