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什么是激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)?
LIBS的工作原理是什么?
在 LIBS 分析過程中,會使用聚焦脈沖激光激發(fā)樣品,從其表面上取下很小量的材料。通常在1秒的測量期間,樣品會受到上千次脈沖激發(fā)。材料會被加熱到 10,000 攝氏度乃至更高的溫度。高溫會使得樣品原子化并形成等離子。
盡管溫度如此之高,但樣品在分析期間表面溫度不會變熱,測量時仍然可以安全地拿在手中。
在原子內(nèi)會發(fā)生什么?
在高能脈沖激光激發(fā)樣品時,外層原子外殼層內(nèi)的電子會被激發(fā)。由于外殼層內(nèi)的電子處于內(nèi)殼層電子的遮蔽之下,所以受原子核的吸引力不強。
這也就是說,激發(fā)外殼層電子所需的能量較少。
被激發(fā)的電子會形成電子空位,使得原子變得不穩(wěn)定。在脈沖停止后,等離子會開始冷卻,外電子殼層上的電子會逐級填補空位。電子在兩個能量級或殼層之間移動時所釋放的大量能量會根據(jù)元素不同以光的形式發(fā)射出來。
對于含鐵、錳、鉻、鎳、釩等元素的普通金屬樣品來說,各種元素都會發(fā)射出不同的波長,從而形成包含上千波峰的光譜。
光的波長會通過儀器的光纜進行收集,然后通過分光儀進行處理。
其中各個元素都對應(yīng)一個具體的光譜峰。LIBS 光譜比較復(fù)雜,對應(yīng)每種元素都可能存在幾百甚至幾千種光譜線。
根據(jù)光譜峰的密度可以計算元素的濃度。然后,可以通過算法確認樣品的類型,進而計算其濃度。
為什么選用手持式 LIBS 技術(shù)?
LIBS 技術(shù)是當(dāng)今識別及分析合金速度zui快的技術(shù)。
其僅需一秒鐘即可測量幾乎所有類型的合金,其中包括鋁合金。這一速度要比手持式 XRF 快 20 倍。
LIBS 光譜儀的檢測器一般采用藍寶石玻璃予以保護,藍寶石玻璃是當(dāng)今已知zui為堅硬的材料之一,因此可以保證 LIBS 光譜儀高度堅固耐用。如此一來,您就可以放心測量各種尖銳物體,例如切屑及刨屑等。
同時,其還具有簡單易用的優(yōu)點。您僅需瞄準(zhǔn)、發(fā)射然后從屏幕上讀取結(jié)果即可。
LIBS 技術(shù)基本上是非破壞性的。在 LIBS 分析結(jié)束后,其所留下的燒灼點非常微小,裸眼基本無法察覺。
從規(guī)范和許可的角度看,其相比 XRF 等產(chǎn)品對用戶的要求也要少得多。一般來說,不需要獲得昂貴的許可證或參加耗時的培訓(xùn)課程。但是,仍然需要針對護目鏡使用的安全相關(guān)問題查閱當(dāng)?shù)氐姆煞ㄒ?guī)。我公司強烈建議在操作3B類激光設(shè)備時使用安全護目鏡。
LIBS 是一款極為的合金識別工具,在必要情況下,其還可用于檢測化學(xué)品。