激光诱导Cu等离子体发射光谱的实验研究

利用Q－开关Nd：YAG激光器产生的1．06μm、10ns的脉冲激光聚焦在空气中的Cu靶上，观测了激光诱导的Cu等离子体发射光谱．采用激光能量为45mJ／pulse，分析了波长为440～540nm的空间分辨发射光谱．在局部热力学平衡(LTE)条件近似下，根据谱线的相对强度，得到等离子体电子温度约在10^4K以上．给出了靶面附近电子温度和谱线半高全宽的空间演化规律．     

外加电场下激光诱导Al等离子体特性的实验研究

由Q-Nd∶YAG脉冲激光(波长1.06μm,脉宽10 ns)烧蚀Al靶产生等离子体.观测了在低气压和直流电场条件下的Al等离子体发射光谱.研究了激光功率密度和直流电场对各谱线强度的影响,分析了等离子体电子温度与激光能量之间的变化规律.结果表明,直流电场对铝原子谱线和离子谱线强度有显著的增强作用,铝等离子体的电子温度随激光功率密度持续增长.     

空气中激光聚焦位置对Cu等离子体光谱的影响

利用Nd:YAG脉冲激光烧蚀金属Cu靶,观测了在空气中产生的等离子体发射光谱;通过改变激光聚焦点到靶面的距离,研究了激光聚焦位置改变时等离子体光谱空间演化规律;由NⅡ500.52 nm谱线的相对强度和半高全宽随激光功率密度的演化规律,讨论了空气中激光聚焦位置对等离子体光谱的影响. 结果发现,光谱的相对强度和光谱结构强烈地依赖于透镜与靶面间距离的现象可以从激光功率密度的角度予以解释.     

激光诱导锌等离子体的自吸收效应研究

在大气压环境下,利用Nd:YAG激光器烧蚀锌靶产生激光等离子体,通过时间分辨测量技术研究了Zn等离子体的辐射光谱特征.选择Zn原子的6条特征谱线分别研究了其自吸收系数在不同延迟时间下的变化情况.结果表明,在等离子体演化的1 000 ns左右,等离子体基本满足光学薄的条件,随着等离子体的冷却,自吸收系数逐渐减小,自吸收效应增强.此外,在考虑自吸收效应后,文中还计算了等离子体中的电子数密度与电子温度,与考虑自吸收修正前的电子温度和电子密度相比,考虑自吸收效应后等离子体中的电子温度和电子数密度均变小.     

激光诱导Ni等离子体电子温度、电子密度的空间演化特性研究

在350-600nm波长范围内测定了激光烧蚀Ni等离子体中Ni原子的空间分辨发射光谱.由发射光谱线的强度和STARK展宽分别计算了等离子体电子温度和电子密度,并由实验结果讨论了激光等离子体的空间演化特性.     

磁场对激光等离子体特性的影响

激光等离子体极紫外光源中的碎屑问题影响极紫外光源的稳定性及光源输出效率。针对该问题,研究了磁场对Nd:YAG激光Sn等离子体特性及极紫外辐射特性的影响,并且在0.6 T的磁场作用下,对激光等离子体光源中产生的离子碎屑进行了详细的对比研究。结果表明,外加0.6 T磁场可以有效减缓离子碎屑;由于磁场的约束,发射光谱也比未加磁场前有明显增强,计算得到的同时刻的电子密度是未加磁场的2.5倍;同时,探测到的极紫外辐射光谱并未受到磁场的影响。     

激光诱导Cu等离子体发射光谱特性的实验研究

通过实验研究了Ar气下激光诱导Cu等离子体的空间分辨发射光谱.采用的激光能量为350 mJ/pulse,波长范围为440~540 nm.在局部热力学平衡(LTE)条件下,根据谱线的相对强度,得到了等离子体的电子温度在104K以上.研究了原子发射谱线强度、电子温度和半高全宽(FWHM)随空间、缓冲气体压力变化的规律.结果表明,在Ar气中压力分别为100 kPa和50 kPa相比,铜的原子特征谱强度降低而连续谱和氩离子谱线强度增加.同时缓冲气压的增大导致谱线展宽的增大.     

激光诱导黄铜中Zn等离子体光谱的时间演化特性

在常温常压下, 利用自建的激光诱导击穿光谱（LIBS）实验装置获得纳秒激光诱导黄铜等离子体光谱, 研究发射光谱中Zn等离子体光谱在增强型光电耦合器件（ICCD）门延迟为150~3 000 ns时的演化规律, 并利用Stark展宽系数及能级跃迁参数计算等离子体的电子温度和电子密度随ICCD门延迟的演化规律. 实验结果表明: 当ICCD门延迟为150~500 ns时, 初始阶段光谱呈较强的连续谱, 随着ICCD门延迟的增大, 在连续谱上逐渐凸显Zn原子的线状特征谱线, 特征谱线强度在ICCD门延迟为500 ns时达最大; 继续增大ICCD门延迟, 谱线强度逐渐减小, 当ICCD门延迟为3 000 ns时, 等离子体的特征谱线信号基本消失; 谱线强度和电子温度随ICCD门延迟的变化一致, 电子密度和ZnⅠ(481.0 nm)谱线的半高宽随ICCD的变化接近指数拟合.     

激光诱导黄铜中Zn等离子体光谱的时间演化特性

在常温常压下, 利用自建的激光诱导击穿光谱（LIBS）实验装置获得纳秒激光诱导黄铜等离子体光谱, 研究发射光谱中Zn等离子体光谱在增强型光电耦合器件（ICCD）门延迟为150~3 000 ns时的演化规律, 并利用Stark展宽系数及能级跃迁参数计算等离子体的电子温度和电子密度随ICCD门延迟的演化规律. 实验结果表明: 当ICCD门延迟为150~500 ns时, 初始阶段光谱呈较强的连续谱, 随着ICCD门延迟的增大, 在连续谱上逐渐凸显Zn原子的线状特征谱线, 特征谱线强度在ICCD门延迟为500 ns时达最大; 继续增大ICCD门延迟, 谱线强度逐渐减小, 当ICCD门延迟为3 000 ns时, 等离子体的特征谱线信号基本消失; 谱线强度和电子温度随ICCD门延迟的变化一致, 电子密度和ZnⅠ(481.0 nm)谱线的半高宽随ICCD的变化接近指数拟合.     

激光诱导Cu合金等离子体光谱特性实验研究

采用调Q Nd:YAG激光器激发诱导Cu合金的等离子体,系统研究了等离子体光谱强度随时间演化特性,并探究了不同环境气氛对激光诱导等离子体光谱强度的影响.实验结果表明:信噪比最佳的延时选择与分析光谱线激发电位密切相关,而受环境气氛、分析元素的熔点、沸点影响不大;氩气和氦-氩混合气体环境与空气环境相比,激光诱导等离子体光谱强度明显增强.     

Signal enhancement of the laser-induced plasma in the soil mixed with carbon

An experimental investigation of the carbon concentration effects on the emission intensity has been carried out using laser-induced plasma spectroscopy. The results show that the intensity of Ca II 393.367 nm and 396.847 nm characteristic lines emitted in the sample with the carbon concentration of 25% is about five times larger than that in the pure soil sample. It can be attributed to the high heat transfer coefficient and low ionization potentials of carbon in the system. Using the best experimental condition, quantitative analysis of the trace element of lead is conducted and the detection limit of lead concentration is estimated to be below 0.02%.     

激光诱导击穿光谱技术在金属元素检测中的应用研究进展

激光诱导击穿光谱（LIBS）是一种基于原子激励、发射光谱的物质组分分析技术,具有快速、多元素同时探测且无需样品预处理等优点。本文综述了现阶段LIBS技术在合金、土壤、水、食品等领域金属元素检测中的应用研究进展,认为目前该项技术存在探测精度低、重复性差、探测信号不稳定等方面的问题,基于LIBS技术的金属元素探测仪器的研发,未来应该向常规、便携式、高精度的方向发展。     

颗粒粒度和形貌特征对保护渣强度的影响

试制不同粒径及粒度分布的保护渣颗粒,用强度测试仪和XL30扫描电镜对保护渣颗粒强度、形貌特征及显微结构进行检测,研究保护渣颗粒强度的影响因素。结果表明,0.3~0.6mm保护渣颗粒比率和致密度是影响其强度的主要因素,加入适中的黏结剂和分散剂,可增大0.3~0.6mm保护渣颗粒的比率、改善致密度,从而增大保护渣颗粒总体强度;延长球磨时间,可增大小粒度原料比率及保护渣颗粒强度。     

电弧等离子体激发温度的测定

本文作者利用谱线相对强度法测定了电弧等离子体的激发温度,并对影响测量结果的几种主要因素进行了分析。     

外加电压参数对大气压等离子体射流形貌的影响

大气压等离子体射流可以在开放的空气环境中产生富含多种活性粒子的低温等离子体羽,在材料合成、表面改性、生物医疗、环境保护等多种领域具有广泛的应用前景. 等离子体羽的形貌与活性粒子的时空分布有关,研究其形貌对等离子体射流的应用具有重要意义.针对目前等离子体形貌还不够丰富的问题,本文利用氩气等离子体射流,通过改变外加电压参数(电压峰值、驱动频率和偏置值)产生了几种形貌的等离子体羽(弥散圆锥状、丝加晕形、念珠串状和空心锥状),从而进一步丰富了等离子体羽的形貌.通过对比放电的电压和发光信号波形,发现除丝加晕形等离子体羽外,其他3种等离子体羽在每个外加电压周期均放电1次.不同的是,弥散圆锥状和念珠串状等离子体羽的放电出现在电压负半周期,为负放电.而空心锥状等离子体羽的放电出现在外加电压正半周期,为正放电.丝加晕形等离子体羽每个电压周期存在1个负放电和1个正放电.此外,还利用高速成像设备对这几种形貌等离子体羽的时空演化进行了研究.相关结果表明,负放电对应负流光的传播过程,而正放电对应正流光的过程.视觉上不同形貌的等离子体羽是正流光、负流光及其组合时间叠加的结果.本文的结果对大气压等离子体射流中等离子体羽形貌的深入研究及流光动力学的进一步发展均具有重要价值.     

全同聚丙烯SEM分析试样的制备及观察

用高锰酸钾溶液蚀刻方法制备全同聚丙烯(iPP)的SEM分析试样,观察iPP试样的球晶形貌,结果表明,经高锰酸钾溶液浸泡1h左右的iPP试样,SEM观察下可以获得细节清晰的球晶形貌,α-iPP球晶具有子母晶片结构,母晶片间的非晶组织被蚀刻后呈放射状腐蚀条纹,子、母晶片间的非晶部分被高锰酸钾溶液蚀刻后留下格子状的腐蚀坑.     

阳极弧放电等离子体制备镍纳米粉末

根据阳极弧放电等离子体方法制备金属纳米粉末的基本物理原理,运用自行研制的实验装置制备得到镍纳米粉,并利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和相应选区电子衍射(ED)等测试手段对制得的样品的化学成分、形貌、晶体结构、粒度及其分布进行性能表征.结果表明所制得的镍纳米粉的晶格结构与相应的块物质相同,为fcc相结构.平均粒径为47nm,粒径范围在20～70nm,纯度高.