אנליזה כמותית של אינדוקציה ואקום התכה על-ידי ספקטרוסקופיית לייזר המושרה

הבנו ניטור מקוון תעשייתי של רכיב סגסוגות מותכת על ידי ספקטרוסקופיית פירוק הנגרמת על ידי לייזר. על ידי טכנולוגיה זו, אלמנטים עיקריים ומעקב של סגסוגות מותכת ניתן לנתח בזמן אמת. תנור מריחת אינדוקציה ואקום יכול להריח עבור זיקוק סגסוגת, וזו השיטה הפופולרית ביותר עבור זיקוק סגסוגות.

ניתוח רכיבי החומר המותך במהלך תהליכים תעשייתיים יכול לשפר ביעילות את איכות הייצור. LIBS יש את היתרונות של ניתוח מהיר למרחקים ארוכים. זוהי שיטה טובה לממש ניתוח מרכיבים מקוון עבור יישום תעשייתי.

הדגמת ההליך תהיה שין לי ושנגחאי זאו, דוקטורנט וטכנאי מהמעבדה שלי. כדי להתחיל בהליך זה, נתח את הדגימות הסטנדרטיות ובנה את עקומת הכיול של הניתוח הכמותי כמתואר בפרוטוקול הטקסט. ואז לשים את המדגם הלא ידוע לתוך מערכת ההתלה.

לאחר מכן לפתוח את מחולל הלייזר ולהבין את תפוקת הלייזר פעימות באמצעות רוחב הדופק של 20 ננו שניות, תדר של חמישה הרץ, ואנרגיה של 90 מילי-ג'אול עבור כל פעימה. פתח את הספקטרומטר ואת תוכנת הפקדת הספקטרום, ולקבוע את הספקטרום באמצעות טווח ספקטרלי של 190 עד 600 ננומטר, רזולוציה של 0.06 ננומטר באורך גל של 200 ננומטר, ותזמן אינטגרציה של 10 אלפיות שנייה. לאחר מכן, התאימו את מיקום מיקוד הלייזר, ואופטימיזציה עד להשגת אות הספקטרום החזק ביותר.

לקבוע את ספקטרום פירוק הלייזר, לשים לב כי כל פעימת לייזר מייצרת מסגרת של הספקטרום, כי 20 מסגרות של הספקטרום מתקבלים בממוצע לניתוח. עוצמת האות הספקטרלי של הפלזמה היא גורם חשוב כדי לקבל דיוק טוב של ניתוח כמותי. בניסויים שלנו, הערך של הפסגה הגבוהה ביותר צריך לעלות על 10,000.

עבור טיפול מקדים בספקטרום, בצע תיקון רקע, כגון מחיקת אפקט הרקע הנגרם על ידי שבירת קרינה, כדי לבצע התאמת ספקטרום. לאחר מכן בצע ניתוח ריכוז יסודי על ידי השיטה הסטנדרטית הפנימית מעקומת הכיול. במחקר זה, 10 דגימות סגסוגת מבוססות ניקל משמשים לבניית עקומות כיול סטנדרטיות פנימיות.

ניקל הוא היסוד הסטנדרטי הפנימי, ועקומות הכיול לנחושת, טיטניום, מוליבסנום, אלומיניום וכרום מוצגות כאן. עקומות הכיול מראות קשר כמעט ליניארי בין ריכוז היסוד לבין עוצמת השיא. כל פסגות האות מסוננים לפי עוצמת האות, אורך הגל המרכזי ואפקט ההתאמה של לורנץ.

מגבלת הגילוי עבור כל רכיב מחושבת על פי הסטנדרט של האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית. תוצאות ניסיוניות הראו כי טכנולוגיה זו יכולה לשמש על ייצור היתוך ואקום תעשייתי, ואת המרכיבים העיקריים של סגסוגות מותכת ניתן לנתח כמותית.