大气压氦气预电离直流辉光放电二维仿真研究

基于二维流体模型,研究了大气压下预电离对短间隙和长间隙直流辉光放电的影响.对于两种放电,随着预电离的增强,带电粒子分布沿着放电方向逐渐向阴极偏移,使得阴极位降区不断收缩.从垂直放电方向来看,正柱区、负辉区和阴极位降区的宽度都不断增大,电子、离子密度的分布更加均匀.对于电场而言,随着预电离的增强,阴极位降区电场的纵向分量分布逐渐向阴极收缩,阴极附近的电场整体降低且分布更加均匀.电场的纵向分量分布逐渐减小,同时电场区域逐渐向壁面收缩.维持电压和放电功率都明显地降低.此外,随预电离的增加,短间隙放电中的压降始终集中在阴极位降区,而在长间隙放电中的压降由阴极位降区逐渐转移至正柱区.仿真结果表明,预电离能够有效增强放电均匀性,并降低放电维持电压和能量消耗.该工作对进一步优化电极配置和等离子体源的运行参数具有重要指导意义.

直流辉光放电质谱法(DC-GDMS)半定量分析高纯氧化镱中30种杂质元素

在选定的条件下,采用仪器自带的标准相对灵敏度因子(stdRSF)校正结果,测定了高纯氧化镱中30种杂质元素。结果表明,在没有标准物质的情况下,可实现对高纯氧化镱中30种杂质元素的半定量分析。将该方法与国家标准方法进行比对,相对偏差的绝对值<30%。

直流辉光放电质谱法测定高纯α-Al 2 O 3颗粒中16种杂质元素

采用高纯Ga作为辅助电极,通过考察取样量、放电参数对基体信号强度、信号稳定性、基体和Ga的信号比值的影响,建立了直流辉光放电质谱法(dc-GDMS)测定高纯α-Al_(2)O_(3)颗粒中的Li、Be、Na、Mg等16种杂质元素含量的分析方法。当选取3颗2 mm左右大小的α-Al_(2)O_(3)颗粒用Ga包裹,在1.6 mA/950 V的放电参数下,基体27 Al信号稳定,强度为3.2×10^(8) cps,Al、Ga的信号比约为1∶270。采用实验方法对α-Al_(2)O_(3)颗粒独立测定5次,相对标准偏差均在30%以内。为了验证Ga对α-Al_(2)O_(3)颗粒测定结果的影响,分别采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)和dc-GDMS法对易于消解的γ-Al_(2)O_(3)粉进行测定。对于dc-GDMS法,选择压在Ga上的γ-Al_(2)O_(3)粉直径约为4~5 mm,在同样的放电参数下,27 Al的信号强度为3.0×10^(9) cps,Al、Ga的信号比约为1∶29。γ-Al_(2)O_(3)粉的GDMS测定结果和ICP-OES基本一致。采用Ga作辅助电极测定α-Al_(2)O_(3)颗粒和γ-Al_(2)O_(3)粉的检出限均可达ng/g。

辉光放电质谱仪校准方法

研究了辉光放电质谱仪(GDMS)的校准方法,评定了校准结果不确定度。用纯铜和合金钢标准样品在优化条件下对辉光放电质谱仪的灵敏度、稳定性、分辨率、检出限、示值误差和重复性等计量指标进行校准,验证仪器的可靠性。运用标准曲线方法定量分析合金钢标准样品中铜、钼、钨3钟元素,计算得铜、钼、钨3钟元素测量值的相对扩展不确定度分别为8%、6%、9%。根据不确定度来源和各不确定度分量结果,可知相对灵敏度因子(F)带来的不确定度显著高于其它不确定度,其对GDMS定量分析的准确性产生较大影响。

直流辉光放电质谱法测定多晶硅中关键杂质元素的相对灵敏度因子

采用直流辉光放电质谱(dc-GD-MS)测定多晶硅中关键杂质元素的相对灵敏度因子(RSF)。标样制作过程中主要是在连续通入氩气条件下将固定量的非标准多晶硅样品熔化,向硅熔体中均匀掺入浓度范围为1～30μg/g的关键杂质元素(如B和P),采用快速固化法制成标样;再将制成的标准样品加工成一系列适合GD-MS扁平池(Flat Cell)的片状样品(20 mm×20 mm×2 mm)。采用二次离子质谱法(SI-MS)对标准样品中关键掺杂元素进行多次定量测定,取平均值作为关键杂质元素的精确含量。优化一系列质谱条件后,运用GD-MS对标样中关键掺杂元素的离子强度进行多次测定,计算平均结果,得到未校正的表观浓度,利用标准曲线法计算出关键杂质元素的相对灵敏度因子。

直流辉光放电质谱法测定氧化铝中的杂质元素

为了探索采用直流辉光放电质谱法（dc-GDMS）测定非导体样品中的杂质含量,建立了de-GDMS法测定α-Al2O3粉末中杂质元素的方法.以Cu粉作为导电介质,与α-Al2O3粉末混合均匀,压片,考察辉光放电条件（放电电流、放电气体流量、离子源温度）和压片条件（两种粉末的混合比例、压片机压力等因素）对放电稳定性和灵敏度的影响,同时优化了实验条件.尝试将Al、O、Cu的总信号归一化进行计算,并用差减法计算了Al2O3粉末中的杂质含量.方法精密度在54％以内,元素检出限为0.005～0.57 μg/g.该方法的测定结果与直流电弧发射光谱法的测定结果基本吻合.

直流辉光放电质谱法测定高纯氧化镧中25种杂质元素

利用铜粉作为导电介质，与氧化镧粉末混合均匀，压片，采用直流辉光放电质谱法（dc—GDMS）测定了高纯氧化镧粉末中的部分杂质元素含量。考察了辉光放电条件，如放电电流、放电气体流量、离子源温度以及压片条件，如两种粉末的混合比例、压片机压力等因素对放电稳定性以及灵敏度的影响，优化了实验条件；尝试了将镧，氧和铜的总信号归一化进行计算的方法，用差减法计算了高纯氧化镧粉末中的杂质元素含量。将铜粉作为试剂空白，连续测定11次，统计各待测元素检出限为0．005～0．34μg／g；对高纯氧化镧粉末样品独立测定6次，测定结果与电感耦合等离子体质谱法基本吻合，相对标准偏差在20％以内。

用发射光谱法测量氮气直流辉光放电的转动温度

本文报道了氮气气压分别为 10和 2 0Pa时 ,对直流辉光放电的发射光谱进行测量和分析的结果。选择的研究对象为N2 放电中形成的N+2 B2 Σ+u →X2 Σ+g 跃迁的Δν=ν′-ν″ =0谱带系中ν′=0→ν″=0谱带的R支。在阴极背面辉光区、阴极鞘层区、正柱区以及阳极辉光区中分别选择一点进行了转动分辨的发射光谱的测量。利用自己编写的光谱拟合程序 ,获得了相应的实验条件下N+ 2 的转动温度 ,给出了转动温度随放电电压的变化趋势 ,其结果可以用直流放电的帕邢定律得到很好的解释。在 10和 2 0Pa气压下 ,放电的阴极鞘层区、正柱区、阳极辉光区中的转动温度都随放电电压呈现出了不同的变化趋势 ,甚至是完全相反的变化趋势。我们认为这是由于气压不同时 ,放电状态不同所致 :气压为 10Pa时的放电是正常辉光放电 ,而气压为时 2 0Pa的放电为反常辉光放电。

低气压直流氩气辉光放电的数值模拟研究

建立了一维氩气直流辉光放电自洽流体模型,采用对流与扩散方程来描述带电粒子在间隙中迁移、扩散以及电子的能量变化过程,并考虑了空间电荷对电场的影响以及离子撞击阴极产生的二次电子发射作用.采用有限元法对放电模型进行数值求解,得到了放电电流随时间的演化波形,以及放电稳定后带电粒子的浓度与总通量密度的空间分布,同时也求得了电子能量与电场的空间分布.计算结果表明:加压25μs后,放电逐渐趋于稳定状态;当放电稳定后,在阴极位降区附近,离子密度比电子密度高几个数量级,在正柱区附近两者浓度几乎相等;电子能量在阴极位降区内达到峰值29 eV,而在负辉区及正柱区几乎保持不变;放电电流密度在阴极位降区主要由流向阴极的氩离子及其产生的二次电子所贡献,而在负辉区和正柱区,电子成了放电电流密度的主要贡献者.

瞬短脉冲辉光放电飞行时间质谱仪

本文介绍了本实验室研制的瞬短脉冲辉光放电飞行时间质谱仪（Ｍｉｃｒｏ－ｓｅｃｏｎｄＰｕｌｓｅｄＧｌｏｗＤｉｓｃｈａｒｇｅＴｉｍｅ－ｏｆ－ＦｌｉｇｈｔＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）。其中，辉光放电离子源具有离子产额高、工作稳定可靠等特点，可用于对金属（合金）样品的直接分析。该仪器为国内首台自制的常压（低真空）等离子体飞行时间质谱仪，亦为国际上首台瞬短脉冲辉光放电质谱仪，为研究眸短脉冲辉光放电及其应用这一新兴领域打下了基础。仪器的分辨本领优于５００。

辉光放电质谱仪的历史现状与未来

本文介绍辉光放电（ＧｌｏｗＤｉｓｃｈａｒｇｅ，ＧＤ）作为质谱仪离子源的发展过程，叙述了多种形式的辉光放电离子源的特性及应用，并就辉光放电质谱仪做为分析手段与其他分析方法进行了比较，对该领域的杰出人士及辉光放电商品仪器进行了介绍，最后根据专家们的分析，探讨了辉光放电质谱仪的未来工作方向。

辉光放电质谱仪测定超纯锗中23种痕量杂质元素

本文报导了一种用辉光放电质谱仪VG9000在无标准样品的情况下对超纯半导体材料锗中23种痕量杂质元素的直接而快速的定量测定方法。该方法具有10ppt量级的检测极限，是鉴定起统金属或半导体材料纯度（8N）的理想手段。

直流辉光放电发射光谱共线法测定钢铁中硼含量

应用直流辉光放电发射光谱仪,实现生铁、铸铁、不锈钢、中低合金钢材料中硼含量的共线法测定。实验选择磨床进行试样制备,采用单因素轮换法优化激发参数。以铁元素为基体元素来消除不同材质的基体效应,并进行钼元素的光谱干扰校正。实验优化分析参数为放电电压1 200V,放电电流50mA,预溅射时间50s,积分时间10s,钼元素光谱干扰校正系数为-0.007 9。硼含量分析范围0.000 6%～0.080%,测量结果与认定值一致,相对标准偏差不大于3%。

直流辉光放电发射光谱法同时测定硅钢中11种元素

通过直流辉光放电光谱分析硅钢样品的光谱行为,考察放电电压、放电电流、预溅射时间和积分时间对光谱强度和稳定性的影响。以铁为内标元素,优化分析条件为放电电压1 100V,放电电流50 mA,预溅射时间45 s,积分时间10 s,建立直流辉光放电光谱法测定硅钢中11种元素的定量分析方法。考察方法的精密度和准确度,其中Si、Mn、Cr、Ni、Cu、Al、B、Ti的相对标准偏差(RSD)小于2%,C、S、P的相对标准偏差(RSD)小于4%,各元素的测定结果与认定值吻合。

直流辉光和磁控增强放电等离子体的空间分辨发射光谱技术

光学发射光谱 (OES)方法是等离子体诊断的有力工具之一 ,可以定量地给出等离子体的多种重要参数 ,如等离子体中的物种成分、粒子能态分布、激发温度、粒子相对密度等。本文介绍了一种用于电子回旋共振 (ECR)微波等离子体磁控溅射靶附近的增强放电和直流辉光放电等离子体空间分辨诊断的发射光谱装置。其特点是光学收集系统的位置可以水平精细移动 ,因而可以对放电区域进行空间分辨发射光谱测量。作者利用这套装置对氩气的ECR微波等离子体和直流辉光放电等离子体进行诊断。在ECR微波等离子体的下游区内氩离子谱线的发射强度很弱 ,主要是高激发态原子的辐射。在磁共振增强放电区 ,离子谱线强度有所增加但仍比原子谱线弱 ,类似于直流辉光放电正柱区的光发射特性。

辉光放电质谱仪直接测定超高纯镉中的痕量杂质元素

首次在国内报道了一种在无标准样品存在时，用辉光放电质谱仪VG9000（英国VG公司）直接且快捷地定量测定超高纯金属镉中痕量杂质元素的方法。该方法可获得用其它仪器分析无法达到的技术参数，也可应用于冶金或半导体工业中超高纯金属和半导体材料中痕量杂质元素的定量分析。

电感耦合等离子体质谱仪与辉光放电质谱仪的进展

本文评述了近几年来电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和辉光放电质谱仪(GDMS)的发展。介绍了基础研究、商品仪器和应用情况,展望了今后的发展前景。

直流辉光放电发射光谱法测定电工钢中多元素含量

采用直流辉光发电发射光谱法对电工钢中15种元素的含量进行测定。以铁为内标元素,确定实验条件为:激发电压1200 V,激发电流50 mA,预溅射时间45 s,积分时间10 s。15种元素测定结果的相对标准偏差小于2.0%(n=11),方法的检出限小于3μg/g,各元素的测定结果与标准物质的认定值吻合。

利用直流辉光放电等离子体改善聚氯乙烯细管内表面亲水性的研究

采用低气压氩气直流辉光放电等离子体对PVC细管内表面进行了处理,使其内表面亲水性得到显著改善,且处理效果均匀。处理时间越长PVC细管内表面的水接触角越小。经过处理后的PVC细管放置室内大气环境后内表面的水接触角出现退化,72小时以后基本稳定,稳定后的内表面水接触角显著好于未经处理的PVC细管。

直流辉光放电光谱分析铜合金的基本特性研究

用自行组装的直流辉光放电原子发射光谱（ｄｃ Ｇ Ｄ Ａ Ｅ Ｓ）仪器对分析铜合金的某些基本特性进行了研究 探讨了光源放电室结构、放电气体压力、放电电压等操作参数以及试样尺寸大小对放电性能及元素谱线强度的影响，并进行了优化 考察了在不同放电气压条件下样品的溅射率和优化条件下辉光放电的稳定性最后，分析了铜合金标准样品中的 Ａｌ和 Ｍｎ。