首页 期刊 光谱学与光谱分析 基于激光诱导击穿光谱技术检测分析原铝中硅、铁元素含量 【正文】

基于激光诱导击穿光谱技术检测分析原铝中硅、铁元素含量

作者:路辉; 胡晓军; 曹斌; 马靓; 李猛; 孙兰香 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室; 北京100083; 国家铝镁电解装备工程技术研究中心; 贵州贵阳550081; 中国科学院沈阳自动化研究所; 辽宁沈阳110016
激光诱导击穿光谱   原铝   表面微观分析   等离子体参数  

摘要:利用自行搭建的LIBS装置对原铝中硅铁含量进行了分析测试,测试前对原铝试样进行了微观形貌分析,研究发现原铝中硅元素除有个别区域聚团现象外,其分布相对较为均匀;铁元素多以团状汇聚形态出现,且无明显的分布规律。实验分别考察了激光脉冲能量对激光诱导原铝等离子体光谱的影响,发现随着激光脉冲能量的增大,硅、铁元素信噪比先增加后减小,硅、铁谱线信噪比最大值均出现在160mJ处,实验选取的激光脉冲能量为160mJ。在上述较为合理的实验条件下,以内标法为基础,分别采用两种标样(纯铝标样与自选标样)建立了定标模型;结果表明:相比于纯铝标准试样,采用自选试样建立的定标模型不够理想,且数据的离散程度较大,铁元素直线拟合优度仅为0.9213,相对标准偏差也较大。采用纯铝标样时,在试样不旋转的情况下,硅、铁元素定标曲线拟合优度分别为0.9611与0.9741,相对标准偏差分别为8.85%与9.43%,且误差棒显示误差随定标试样的硅、铁含量升高而增大。当试样台保持转速50r·min^-1条件下进行实验,发现硅、铁元素定标曲线的拟合优度分别为0.9785与0.988,相对标准偏差分别为3.78%与3.4%,相比于试样平台固定情况下的定标结果,拟合优度明显改善,相对标准偏差也有所降低,定标模型明显优于自选试样建立的模型。使用两种定标模型对25个测试样进行了分析测试,比较了两种测试结果的相对误差,纯铝定标试样由于含量梯度较大,跨度较宽,采用该标样建立的定标模型对低铁原铝试样测试适应性相对较差,而自选试样建立的定标模型虽然不够理想,但针对低铁原铝试样的测试适应性相对较好。对激光诱导原铝产生的等离子体进行了诊断,通过镁元素几条离子谱线的玻耳兹曼图,计算出了等离子体温度约为9163.63K,利用镁元素一条谱线的Stark展宽估算出等离子体电子密�

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