电感耦合RF放电等离子体的电流特性

从等离子体波动方程和动力学方程出发,利用解析方法,讨论电感耦合RF放电等离子体的电流特性和衰减机制.发现只有当等离子体波的波速低到与等离子体内能量较高一部分电子轴向运动速度相当时,等离子体和波相互作用才能在衰减机制中居主导地位.

直读光谱与电感耦合等离子体发射光谱测定不锈钢中硅、锰、磷、铬、镍的方法比较

本文从样品前处理、谱线选择、样品制备、测定结果等方面对直读光谱法(OES)与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定不锈钢试样中的化学成分进行了比较分析。结果表明,对于大部分不锈钢样品,两种检测方法无显著差异,Si、Mn、P、Cr、Ni相对标准偏差(RSD)在0.31%-1.89%。但对于直径过小的钢铁样品,直读光谱的测量误差较大,相对标准偏差(RSD)在10.57%-12.31%。故对于直径过小的钢铁样品,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)更符合钢铁检测精度的需求。

电感耦合高频放电等离子体特性测试

利用Ｌａｎｇｍｕｉｒ双探针测试方法对高频放电等离子体的参数（ｎｐ，Ｔｅ）进行了详尽测试，得出了等离子体参数随放电空间位置、气体种类、放电功率、气体压强、磁约束等条件变化的规律，并对测试结果做了理论分析。

电感耦合高频放电等离子体的产生机理及其物理图象

本文通过对电感耦合高频放电管中电磁场分布的数学推导，阐明了高频放电等离子体的产生机理。

放电参数变化对电感耦合等离子闭式等离子体空间分布特性研究

射频电感耦合等离子体(ICP)在实际放电过程中,线圈的构型、电源参数、气压等外部工质条件的变化均会对结果产生较大影响,依靠实验很难得到多外部条件对ICP参数分布的影响机理和规律,因此需要结合仿真和实验的方法进行分析。该文通过建立感性线圈的电磁学有限元模型,分析不同线圈构型下射频电磁场在等离子体内部的空间分布,研究放电参数(线圈构型、功率大小)对等离子体分布影响和E-H模型下放电形态的跳变过程,并观察进入稳定H模式后电源参数的变化规律,为等离子体源的小型化工程应用提供理论基础。实验和仿真计算结果表明:不同线圈匝数在不同功率条件下,电磁场强度变化对等离子功率吸收和功率耦合有较大影响;当工作气压在0~20Pa时,ICP的电子密度呈轴对称分布,随着放电功率、气压的增大,等离子体吸收的功率和电离度也随之增加,其电子密度相应地增大,放电功率的增加会使得环状的等离子体区域随之扩大,在轴向、径向上的分布呈先逐渐增大而后在靠近腔室壁面区域迅速下降。

萃取分离-电感耦合等离子体质谱法测定高温合金中痕量镉

高温合金中的镉会对高温合金的整体性能产生不利影响,因此需对其中镉的含量进行检测和严格限制。采用盐酸、硝酸溶解样品,利用镉(II)在盐酸介质中形成碘的络阴离子的特性,使用4-甲基-2-戊酮(MIBK)萃取和硝酸(1+1)返萃取络合物后,实现了大量干扰元素与镉的分离。选择111Cd作为分析同位素,以铑、铼混和内标进行校正,采用动能歧视模式(KED)-电感耦合等离子体质谱法进行测定,建立了高温合金中镉的分析方法。实验表明,用碘化铵代替碘化钾与镉络合,可有效避免钾离子浓度过高对测定的影响。在选定的条件下,校准曲线的线性相关系数为0.999 9,方法检出限和测定下限分别为0.000 000 1%和0.000 001 1%。按照实验方法测定高温合金标准物质中的镉含量,结果表明,测定结果与认定值吻合较好,结果的相对标准偏差(RSD,n=5)小于5%。按照实验方法测定不同牌号高温合金实际样品中的镉含量,并采用辉光放电质谱法进行方法比对,结果表明两种方法的测定结果基本一致。

小功率平面螺旋电感耦合微波等离子体源的研究

本文提出一种基于平面螺旋微带的2.45GHz小功率电感耦合微波等离子体源,根据等效变压器耦合模型分析等离子体源的谐振特性,通过微波等离子体吸收功率与等离子体阻抗之间的关系,研究不同气压条件下的放电规律.研究表明,在低气压条件下,输入功率不超过220mW时,空气开始放电;而在常压条件下,输入功率不超过1.5W时,氩气开始放电;随着微波等离子体的激励,小功率微波等离子体源的谐振频率和S参数都发生变化.这为电感耦合微波等离子体源的小型化研究提供了理论基础.

iCAP 6300电感耦合等离子体发射光谱仪的常规维护方法

电感耦合等离子体发射光谱仪在使用过程中,由于控制气体流量的电磁阀出现机械性移位,致使工作气流量过于偏大或偏小,对进样系统及分析数据产生不利影响;长期频繁使用条件下,由于控制光学系统的机械定位装置的磨损,致使谱峰坐标偏离而影响仪器灵敏度;很长时间不能"引燃"等离子体,检查进样系统和氩气纯度并没有发现异常,需要验证RF发生器有无功率输出时有一定的困难;在等离子体工作时产生的高温尾气的长期作用下,难免造成点火头末端铜丝的锈蚀,致使点火头放电微弱,不能"引燃"等离子体。因此,为保证仪器的正常运行,提高工作效率,确保检测数据的准确度,实验室应建立健全电感耦合等离子体发射光谱仪维护保养方案,解决上述问题。本文结合实际工作经验,以iCAP 6300电感耦合等离子体发射光谱仪为例,提出可以借助"Manufacturing and Service.exe"程序校正工作气流量,验证RF发生器是否输出功率;利用C 193.091 nm谱线为基准校正谱线修正CID检测器的谱峰坐标系统;另外,对点火头、分析软件数据库及主机灰尘的清理也进行了详细的维护说明,这些措施有益于保障仪器的性能及提高设备的利用率。

低温等离子体剥蚀-电感耦合等离子体质谱联用对电路板镀层的深度分析

建立了基于低温等离子体(Low temperature plasma)剥蚀系统将固体样品直接引入电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)并用于电路板镀层中Au,Ni和Cu的深度分析。此实验中采用介质阻挡放电(DBD)方式产生低温等离子体探针,逐层剥蚀样品表面,由ICPMS检测元素信号。对DBD所用放电气体种类、外加电场功率、放电气体流速和采样深度等实验条件进行优化。在优化条件下,应用LTP-ICPMS在30 s内完成电路板镀层(20μm Au/10μm Ni/Cu基底)的逐层剥蚀和深度分析,元素种类和分层顺序与X射线光电子能谱(XPS)相吻合,镀层的分辨率可拓展至微米水平,表明此技术可直接用于固体样品的深度分析。

电感耦合等离子体源的研究进展

在简要回顾传统高密度等离子体源的基础上,重点介绍了新一代的低温高密度等离子体——电感耦合等离子体源(ICP)的放电机理,并结合最近的研究进展,系统分析了ICP的性能影响因素,总结了ICP目前存在的问题,展望了其应用前景。

辉光放电质谱法-电感耦合等离子体质谱法测定稀土回收料中15种稀土元素含量

利用辉光放电质谱法(GD-MS)快速半定量分析稀土回收料中元素组成,确定样品前处理方法,溶解样品。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定样品中15种稀土元素。结果显示:15种稀土元素测定值的精密度小于5.0%。通过回收率试验,回收率在95%~105%之间。测试结果与电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对比,两种方法所得结果基本一致。

发射光谱法在等离子体刻蚀废气微量F元素检测中的应用研究

以CF4Ar为等离子体刻蚀废气的模拟气体 ,利用发射光谱法分析F。含氟废气中 F原子的发射光谱在6 0 0— 80 0 nm波段内的谱线为 6 97.5 nm和 739.5 nm。研究了电感耦合等离子体放电时射频功率对F元素检测的影响 ,表明提高射频功率可降低 F元素检出限。

发射光谱法研究CaO对等离子体刻蚀废气的吸收作用

以 CF4/ Ar作为等离子体刻蚀废气的模拟气体 ,经电感耦合等离子放电之后 ,通过 Ca O固体粉末进行废气的吸收 ,测得吸收废气的 Ca O的发射光谱。与模拟刻蚀废气光谱比较可知 ,Ca O可除去废气中70 %的 F元素 ,并给出了未能全部清除的原因。

平面线圈电磁耦合的沿面DBD气体放电加速诱导气流的实验研究

为了提高典型沿面DBD平板激励器诱导气流速度,通过实验研究了典型DBD平板激励器表面的磁场分布,提出了在DBD平板激励器的上、下电极之间夹进平面线圈,运用电磁耦合原理增强等离子体激励器放电效果,从而加速DBD等离子体诱导气流的方法。探究了不同结构参数的电感线圈产生的电磁耦合作用对大气压下平板式DBD等离子体激励器放电加强的效果,以及夹进平面线圈后加载电源的电压和频率对DBD放电的影响,并利用粒子图像测速技术测量了电磁耦合作用下典型DBD等离子体诱导气流流场,考察了其中电磁耦合对加速诱导气流的作用。实验结果表明,运用电磁耦合作用可在一定程度上增强等离子体激励器的放电效果,一些电感线圈产生的电磁耦合作用可显著改善DBD等离子体诱导气流的连续性和加厚流场区域。

等离子体刻蚀工艺的物理基础

介绍了等离子体刻蚀工艺背景以及有关等离子体刻蚀机理的研究进展,综述了等离子体刻蚀机理的研究方法,着重阐述了电容耦合放电和电感耦合放电等离子体物理特性,特别是双频电容耦合放电等离子体和等离子体鞘层研究中的关键问题.

放电参数对无极灯发光特性的影响

无极灯(electrodeless discharge lamp,EDL)是一种基于高频电磁感应和无极气体放电的新型电光源,由电感耦合等离子体(ICP)中的Hg 253.7nm共振谱线激发荧光粉进而发出可见光。为研究放电参数对无极灯发光特性的影响,首先,结合Maxwell 3D有限元仿真,理论分析了无极灯的发光机理;其次,基于无极放电实验系统,通过原子发射光谱分析,实验研究了冷端温度、气体压力、输入功率等放电参数对Hg 253.7nm共振谱线及ICP可见辐射的影响。研究表明,Hg 253.7nm共振谱线的相对强度随冷端温度、气体压力、输入功率均呈现出近似于正态分布的变化规律,可见光照度则随冷端温度的升高而增加,并从气体放电的角度进行了定性分析,这对无极灯光效的提高具有重要意义。

高纯碲和镉中痕量杂质元素的辉光放电质谱分析

采用辉光放电质谱(GD-MS)对碲、镉原材料中锂、硼、钠、铝、硅、铁、铜、锌、镓、砷、银、金、铅、铀等62个杂质元素进行了测试,并与激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)所测的结果进行比较,对结果差异的潜在因素、个别元素含量异常偏大的原因进行了系统分析,着重论述VG9000辉光放电质谱仪的特点及痕量杂质分析优势。

直流辉光放电质谱法测定海绵钛中杂质元素

将海绵钦样品压制成片,在缺乏合适标样情况下可以用多种金属得出的典型RSFX值 对测定结果进行校正,建立了直流辉光放电质谱法（ GD -MS ）测定海绵钦中Be、B、C、N、O、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K 、Ca、V、Cr、Mn 、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 As、 Y 、 Zr、 Nb 、 Mo 、 Sn、 Sb、 Pb、Bi 等32个痕量杂质元素的分析方法.考察了放电参数对分析信号灵敏度和稳定性的影响,优化 后的放电参数如下：辉光放电电流为38 mA ,放电电压为650 V ,放电气体流量为450 mL /min,预 溅射时间为30 min.通过选择合适的同位素,在高分辨（ HR ,分辨率R= 10 000）质谱模式下 测定K ,在中分辨（ MR , R = 4： 000）模式下测定其他元素可消除质谱干扰.将实验方法应用于 海绵钦实际样品中32个杂质元素的测定,结果的相对标准偏差（ RSD , n = 10）为 3. 3 %- 30%,主要金属杂质元素含量的测定结果与采用电感耦合等离子体质谱法（ ICP-MS ）的分析结 果基本一致.采用实验方法分析商用0 级海绵钦样品（样品1）和 1 级海绵钦样品（样品2）,所 得结果与国家标准（ GB/T 2524-2010）中对两种等级海绵钦的含量要求一致.其中Fe、 Si、 Cl、 C 、 N 、O、 Mn 、 Mg 的测定结果与采用国家标准GB / T 4698-2011的分析结果相吻合.

介质阻挡放电诱导化学蒸气发生-ICP-OES测定痕量Se(IV)

本文将介质阻挡放电诱导化学蒸气发生与电感耦合等离子体原子发射光谱分析法联用,用于痕量Se(IV)的选择性测定。考察了介质阻挡放电诱导化学蒸气发生的主要影响因素。在最优的实验条件下,甲酸浓度为15%时,本方法对Se(IV)的检出限(3σ)为6μg.L-1,测定100μg.L-1Se(IV)溶液的相对标准偏差(n=11)为3.4%。该方法成功应用于多种水样中Se(IV)的测定。

辉光放电质谱法测定高纯锆中36种痕量杂质元素

测定锆及锆合金中杂质元素的研究较为常见,而针对高纯锆中化学成分检测的相关研究较少。在讨论各杂质元素质谱干扰的基础上,通过选择合适的同位素及分辨率,建立了辉光放电质谱法(GDMS)测定高纯锆中Na、Al、Si、P、Ti、V、Cr、Fe等36种痕量杂质元素的分析方法。对仪器参数进行了优化,最终选择氩气流量为370mL/min,放电电流为32mA,预溅射时间为15min。利用建立的实验方法对高纯锆样品中痕量杂质元素进行了测定,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)均小于30%,质量分数大于0.1μg/g的杂质元素的RSD(n=7)均小于10%。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行了方法比对,实验方法与ICP-MS的结果具有一致性。