脉冲放电等离子体光谱干扰机制及其修正方法研究

为解决脉冲放电击穿颗粒流的等离子体光谱(PF-SIBS)中钨电极激发引起的谱线干扰问题,研究了基于等离子体信号探测优化的谱线干扰修正方法。搭建PF-SIBS测量实验系统,以化学纯石墨的颗粒流为研究对象,根据电极间等离子体产生和消亡过程、各特征谱线在等离子体内的分布情况以及各特征谱线信号强度在电极间的变化规律,解析了放电等离子体内各特征元素蒸发、解离和激发的过程,并据此优化光谱探测位置以减弱谱线干扰。研究结果表明:电子在阴极斑点生成,向阳极发射的过程中与电极金属、石墨颗粒流和电极间空气介质发生碰撞电离,产生更多的电子发射,从而形成并维持从阴极向阳极的放电通道。在阴极区域,高能电场产生的焦耳热促使阴极尖端钨金属蒸发溅射,膨胀产生的冲击使得颗粒和空气被排出阴极区域,钨金属的原子及电子占据在阴极区域;在放电通道中部,电子与密集的石墨颗粒流发生碰撞电离;在阳极区域,剩余的放电能量难以蒸发阳极金属,电子主要电离空气介质。可将阴极到阳极的区域划分为阴极金属激发区、中部颗粒激发区和阳极空气激发区。被电离的电极金属、石墨颗粒、空气介质的离子和中性原子占据各自的激发区域,形成等离子体并辐射出对应的特征谱线。从阴极到阳极的特征谱线强度变化呈现了与上述相同的结果,W 247.78 nm谱线强度在阴极区域较强并呈现逐步降低的趋势;C 247.86 nm谱线强度先增后减,在电极间距中心处达到最大;N 744.23 nm谱线强度逐步增强,在阳极尖端处达到最大。以C-W信号强度比作为C-W谱线干扰程度的评价指标,确定了最佳的光谱探测位置为距阳极0.5 mm处。相比于常见的光谱探测位置(电极间距中心),C-W信号强度比从1.200提升至1.348,C 247.86 nm的分峰拟合值与观测值之比从86.02%提升到94.93%,C-W谱线干扰效应显著降低。

C-Fe谱线干扰修正对飞灰含碳量LIBS测量的影响

在燃煤电厂,飞灰含碳量是直接反映锅炉燃烧效率的重要指标,控制含碳量水平和低氮燃烧之间的平衡要求实现含碳量的在线(或快速)检测。将激光诱导击穿光谱技术应用于飞灰含碳量的快速测量,针对测量中248nm附近的C和Fe谱线干扰问题,提出了利用Fe谱线修正的方法以提取重叠峰中C谱线的积分强度,对比分析了Fe 248.33nm,Fe 254.60nm和Fe 272.36nm谱线分别作为Fe 247.98nm的修正谱线时提取的C修正积分强度对飞灰含碳量定标曲线和未知样品重复测量精确度的影响。研究结果表明,对C和Fe谱线干扰进行强度修正可以提高含碳量定标曲线的拟合度,并且可以显著改善低含碳量样品重复测量的精确度。但同时需要注意用于修正的Fe谱线的合理选取,防止在对低含碳量样品中C谱线强度的过度修正。从定标曲线和重复测量精确度总体评价而言,Fe 254.60nm谱线最适用于LIBS测量飞灰含碳量时的C和Fe谱线干扰的修正。

电子探针背景扣除和谱线干扰修正方法的进展

对提高电子探针分析精度和分辨本领的关键和难点——背景扣除和重叠峰修正的理论和方法发展进行了综述。介绍了避免谱线干扰的方法和计算谱线干扰量的主要算法及软件应用效果,包括估计干扰因子法、模拟元素谱图法、最小二乘方拟合法及谱线去卷积运算法。讨论了分析中的背景来源及非线性背景扣除的理论和方法发展,并对背景和谱线干扰修正的发展前景进行了展望。引用文献62篇。

感耦等离子体质谱法在高纯稀土氧化物分析中基体谱线干扰的研究

研究了采用感耦等离子体质谱分析高纯稀土氧化物中痕量稀土杂质时的基体谱线干扰问题。以Ｐｒ和Ｈｏ为例，定量考察了基体的质谱峰对相邻质谱的谱线干扰及其与仪器分辨率和极偏压的关系；以Ｙ为例，研究了除氧化物和氢氧化物外的其它基体衍生物的干扰及其与仪器工作条件的关系。结果表明，高纯稀土氧化物基体浓度为ｍｇ／ｍｌ时，分辨率应控制在０．６ａｍｕ以下；除基体的ＭＯ￣＋和ＭＯＨ￣＋离子干扰外，还存在着比较严重的ＭＮ￣＋、和ＭＣｌ￣＋的干扰；在低载流高功率测定时，基体谱线干扰可有所降低，但灵敏度也相应降低。

减小飞灰等离子体谱线干扰的参数优化研究

针对激光诱导击穿光谱技术测量飞灰含碳量时存在的C和Fe谱线干扰问题展开分析,并进行了基于参数优化的减小谱线干扰的实验研究.根据C和Fe元素谱线的激发特性和时间演化特性,对比分析了不同脉冲能量和等离子体信号探测延时下的谱线干扰情况,以获得减小谱线干扰的参数优化条件.在此基础上,进一步对比分析了分别采用峰值强度和积分强度建立飞灰含碳量的多元回归模型.研究结果显示,通过合理优化脉冲能量和延时,可有效减小248 nm附近C和Fe元素谱线的干扰.在优化后的测量条件下,不仅Fe 247.98 nm谱线强度得以弱化,而且可获取具有较高信噪比的C 247.86 nm谱线.由峰值强度建立的飞灰含碳量多元回归模型的拟合度r2达到了0.999,截距为0.005,具有良好的可靠性.

全谱直读发射光谱仪分析中铜对铅谱线干扰机理的探讨

在使用全谱直读等离子体发射光谱仪分析铅时,发现Cu221.810线对Pb220.3线形成干扰。产生这种干扰的原因是由于全谱直读等离子体发射光谱仪采用了固态阵列检测器和中阶梯光栅,从而在两条谱带之间发生了纵向干扰校正。可以采用干扰系数校正法或者选择在灵敏度稍低的VIS段摄谱进行干扰。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆钇合金中7种元素含量

建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锆钇合金中Cr、Si、Y、Fe、Ca、Ti、Hf元素含量的分析方法。通过光谱干扰实验,确定了各元素分析谱线:Y 360.07 nm、Cr 267.716 nm、Si 288.158nm、Fe 238.204 nm、Ca 373.690 nm、Ti 336.121 nm、Hf 264.141 nm。进行了加标回收和精密度试验,加标回收率为90%~110%。测定值的相对标准偏差(n=7)为0.11%~0.90%。

X射线荧光光谱法同时测定土壤和水系沉积物中23种主次痕量组分

提出了X射线荧光光谱法(XRF)同时测定土壤和水系沉积物中Br、Cl、Al_(2)O_(3)、CaO、Cr、Cu、Fe_(2)O_(3)、Ga、K_(2)O、MgO、Mn、Na_(2)O、Nb、Ni、P、Pb、Rb、SiO_(2)、Ti、Zn、Zr、V、Y等23种主次痕量组分的方法。利用粉末压样机将样品压制成圆形样片后,按照仪器工作条件进行测定。以120个国家标准物质为校准样品绘制校准曲线,采用经验系数法和康普顿散射内标法校正基体效应,研究了Pb对Ga、Br测定结果的影响。结果表明:高含量Pb会对Ga、Br产生谱线重叠干扰,因此选择Pb为Ga、Br谱线重叠干扰的校正元素,并将Br的校正系数由负值-0.000 48调整为正值0.000 48;23种组分检出限为1~1 000μg·g^(-1);以两个未参与曲线校正的土壤和水系沉积物标准物质进行方法验证,所得测定值与认定值基本一致,测定值的相对标准偏差(n=12)均小于10%,符合DZ/T 0258-2014要求。

X射线荧光光谱法快速分析盐湖粘土矿物元素含量

以低压聚乙烯粉镶边垫底粉末压片法制样,用X射线荧光光谱法测定盐湖粘土矿物中主次组分含量的定量分析曲线,测量了粘土矿物中As,Mn,Co,Cu,Cr,Dy,Ga,Mo,P,Pb,Rb,S,Sr,Ba,Cs,Ta,Th,Ti,U,V,Y,Zn,Zr,MgO,K2O,Na2O,CaO,Fe2O3,Al2O3,SiO2含量。研究了各元素的谱线干扰特别是谱线的间接干扰,同时提出了元素周期表中各周期元素相互之间干扰的判别方法 使用α经验系数法及康普顿内标法校正基体效应,经对国家标准物及实际样品进行分析,测量值与标准值结果吻合。方法的检出限和准确度均满足分析要求,除了Mo,Cs,Ta 3个元素RSD较高,其他元素RSD为0.01%~5.45%。

X射线荧光光谱法测定阳极铜各成分

研究了X射线荧光光谱法测定阳极铜时样品表面处理的方法,程序设计过程中基体、谱线干扰,分析低含量元素时谱线背景的扣除等问题;对基体铜的测定采用了标准归一法;测定了阳极铜标样中20种元素,测定结果与推荐值一致,RSD为0 1%～6 0%;实测了阳极铜熔炼过程中不同阶段的5个样品,结果满意。

X-射线荧光光谱法(XRF)测定钼精矿中多种元素

详细论述了压片法及熔融片法测定钼精矿的分析条件。其中压片法通过大量采用同一矿区的生产样品经化学定值后作为校准样品建立校准曲线,因此粒度效应和矿物效应基本上可忽略。详细地讨论了元素之间谱线干扰、背景和脉冲高度选择。使用经验系数法校正基体效应,可准确测定钼精矿中的钼、硫、铁、铜、铅、锌等11种元素。在熔融片法中主要讨论了元素谱线的选择及其相互之间的干扰,经理论α系数校正后,可准确测定不同钼矿中的多种元素,其适用范围更广。

X射线荧光光谱法测定不锈钢注射成型零部件中化学成分

提出了用X射线荧光光谱法测定不锈钢注射成型零部件中化学成分的方法。采用一套不锈钢标准样品建立校准曲线，对谱线的重叠干扰和基体效应进行校正。在优化的条件下，对YSBS20111-99-6不锈钢标准样品中Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Mo、Co、V等元素进行了12次测定，各元素的测定值与该标样的标准值相一致，测定结果的相对标准偏差均小于1％。用本方法对不锈钢注射成型零部件样品进行了测定，其分析结果与用ICP-AES法的测定值相一致。本方法快速、简便、准确和可靠，可用于不锈钢注射成型或其他类似零部件中化学成分的分析。

粉末压片-波长色散X射线荧光光谱法测定地球化学样品中氯的方法研究

在对比已有相关分析方法的基础上,建立了粉末压片-波长色散X射线荧光光谱法测定地球化学样品中氯元素的分析方法。采用岩石、沉积物和土壤等78种国家一级地球化学标准物质作为校准系列建立校准曲线;利用经验系数法进行基体效应校正,利用含量校正法进行谱线重叠干扰校正;总结了地球化学样品中氯元素测定值随测定次数的变化规律及原因。结果表明:氯的检出限为7.95μg/g;分析3种国家一级地球化学标准物质12次,得到测定值的相对标准偏差均小于10%;采用国家一级地球化学标准物质验证方法准确度,测定值与标准物质认定值相吻合,测定平均值与标准物质认定值的对数差值的绝对值(∆lgω)均小于或等于0.02,满足多目标区域地球化学调查规范的要求。

理论α系数和经验系数法相结合校正-X射线荧光光谱法测定铁矿石中14种组分

采用熔融法制样，建立了X射线荧光光谱法（XRF）测定铁矿石中14种组分（TFe、CaO、Si02、MgO、A1203、MnO、Ti02、K2O、Na2O、Ni、Cu、Co、P、S）含量的方法。通过试验确定熔解铁矿石最佳的熔剂为混合熔剂[翮（Li2B407）：m（LiB02）=67：33]，稀释比为1：2O，预氧化条件为700℃下预氧化10rain。此措施很好地解决了低含量元素和轻元素因熔剂影响而测量强度下降的问题。使用理论0t系数和经验系数法相结合进行校正，有效地消除了基体效应和重叠谱线干扰的影响，校正后校准曲线的离散度（RMS）较小。各组分的检出限在O．61～335．09μg／g之间。对铁矿石试样进行精密度考察，各组分含量的相对标准偏差在O～8．7％范围内；对铁矿石标准样品进行分析，各组分的测定值与认定值相符。相对于其他铁矿石分析的XRF方法，实验方法可用于Co、Ni、Cu及难于准确测量的Na和S的测定，且满足进出口商品检验工作对效率和准确度的要求。

火焰原子吸收光谱测定铁样中Pb的干扰分析

分析了火焰原子吸收光谱测定铁样中Pb含量时Fe216.995nm谱线对Pb217.0nm谱线测量产生的干扰,指出该干扰是由于两条吸收线的重叠,是光谱干扰的一种。Pb283.3nm谱线对铁有良好的抗干扰能力,是分析铁样中Pb含量的最佳谱线。

X-射线荧光光谱法测定镁牺牲阳极中的元素含量

建立了X-射线荧光光谱测定镁牺牲阳极中铝、硅、锌、锰、铁、铜和镍元素含量的分析方法。利用能量扫描,根据样品中所含元素的种类确定谱线重叠干扰系数。通过分析标准样品,对仪器的灵敏系数进行了重新校正,建立了镁牺牲阳极中元素含量的测定模板。精密度试验结果表明,常量待测元素的相对标准偏差在1%内,微量待测元素的相对标准偏差在10%以内。用于实际样品分析,测定结果与现行国家标准方法的测定值相符。

ICP-AES法测定高纯氧化铕中微量稀土和非稀土杂质时光谱干扰的消除及分析条件的优化

本文提出了ＩＣＰ－ＡＥＳ直接同时测定高纯氧化铕中１４个稀土和２０个非稀土杂质元素的分析方法。着重考察了铕基体对分析元素的基体效应，谱线干扰及背景影响等情况。用标准加入法测出氧化铕基准中的微量杂质元素，消除了由于忽略基准中的杂质元素的含量给分析测定带来的误差。同时对仪器的工作条件进行了优化。

标准加入法-高分辨电感耦合等离子体磁质谱法测定钢中痕量镧

稀土能与钢中气体元素反应,起到变质夹杂物、提高钢疲劳性能的作用[1]。近年来,有部分研究发现,痕量镧在钢中的微合金化作用能增加产品的抗拉强度[2-3]。因此,痕量镧的准确测定显得尤为重要。由于镧系元素性质接近,彼此谱线干扰复杂,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定镧时测定下限约为1μg·g^(-1)[4],不能满足钢中痕量镧的分析需求。近年来,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)在钢铁痕量组分测定中的应用逐渐普及[5-7],但复杂基体产生的多原子分子干扰使方法的测定下限提高。文献[8]报道了基体匹配工作曲线法测定低合金钢中痕量镧的方法,其测定下限为0.008μg·g^(-1)。

原子发射光谱元素干扰校正方法的研究

本文系统介绍了针对冶金、机械制造、机械加工等领域材料中元素含量分析中的谱线干扰校正问题。干扰元素的扣除对提高元素的精确度有着重要的意义,系统提出了原子发射光谱元素强度-强度模型干扰校正法模型、推导等内容。

钼干扰下钴的看谱分析

本文介绍了对高速工具钢中钴进行看谱分析时，在钼干扰情况下所制定的分光标志，可以达到消除钼干扰的目的。该方法配合其它元素的看谱分析，能够方便快捷地对钴高速钢进行鉴别与分类。