Корреляционный анализ эмиссионных спектров алюминиевых сплавов и жидкостей, возбуждаемых высоковольтной и лазерной искрой

• Автор: Бодин, Николай Степанович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 120 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. Основы корреляционного спектрального анализа
1.1. Постановка задачи
1.2. Зависимость между двумя случайными величинами
1.3. Оценка степени гомологичности аналитических пар линий
1.4. Коррекция аналитического сигнала с использованием дополнительной информации о процессах, протекающих в плазме
1.5. Использование множественных корреляционных связей
Глава II. Экспериментальные исследования корреляционных связей аналитического сигнала с параметрами, обусловленными нестабильностью плазмы высоковольтной искры
2.1. Аппаратурный комплекс для возбуждения эмиссионных спектров исследуемых
элементов в высоковольтной искре
2.2. Определение степени гомологичности пар в алюминиевых сплавах при возбуждении высоковольтной искрой
2.3. Экспериментальные исследования корреляционных зависимостей между вариациями аналитического сигнала и параметром, контролирующим температуру плазмы
2.4. Корреляционные зависимости между аналитическим сигналом и параметром, контролирующим поступление вещества электродов в плазму разряда

Глава III. Исследование методов внедрения дополнительного элемента в образец для изучения корреляционных связей
3.1. Основные процессы, протекающие на поверхности образца и в плазме во время обыскривания
3.2. Экспериментальные методы внедрения дополнительного элемента
Глава IV Лазерная искровая спектроскопия конденсированных сред
4.1. Постановка задачи
4.2. Экспериментальная установка
4.3 Лазерно-искровая спектроскопия алюминиевых сплавов
4.4. Исследование нестабильности аналитического сигнала, обусловленного
вариациями параметров лазерной плазмы, генерируемой над жидкими средами
4.5. Применения метода ЛИС для анализа жидких сред
ЗАКЛЮЧЕНИЕ по диссертации в целом
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
К решению вопроса о повышении точности спектрального анализа исследователи движутся различными путями. Известны, например, успехи в области создания стабильных генераторов с электронным управлением для возбуждения эмиссионных спектров, прецизионных фотометров, создания автоматизированных рабочих мест спектроаналитика, включающих в себя аналитические приборы, управляемые соответствующим программным сопровождением. Однако, между высоким уровнем аппаратурных разработок и качеством спектроаналитических определений существует несоответствие. Так, инструментальная погрешность отечественных квантометров, использующих генераторы с электронным управлением, находится в пределах 0,5 - 0,6%, а случайная ошибка определения состава пробы с их использованием составляет при анализе сталей и цветных сплавов 1,5 - 2,5% и 2 - 5% соответственно [1]. Значительно больший разрыв между инструментальной ошибкой и случайной ошибкой измерения наблюдается также и при атомно-эмиссионном спектральном анализе с фотографической регистрацией спектра. Погрешность измерений за счет приемника регистрации находится на уровне 2 - 5% [2], а погрешность спектроопределений природных образцов может достигать 30% [3].
Аналогичная ситуация существует и для нового, бурно развивающегося в настоящее время, метода эмиссионного анализа элементного состава вещества, в котором возбуждение эмиссионных спектров осуществляется при лазерном пробое на поверхности исследуемых мишеней (метод лазерной искровой спектроскопии - ЛИС, в англоязычной литературе метод laser induced breakdown spectroscopy - LIBS) [4]. Аналитические возможности метода ЛИС для определения элементного состава жидких и твердых тел только исследуются [5 - 13], однако становиться очевидным, что проблемы уменьшения

Коротко рассмотрим влияние параметров контура на силу тока, т. е. на характер спектра и интенсивность линий в разряде.
Влияние самоиндукции L. При уменьшении самоиндукции плотность тока увеличивается, излучение искры становится более «жёстким» (при L=0 длительность одиночного разряда т ~10"7 - К)'*1 с, в то время как при L = шах, т ~ 10'6 10'5с):
интенсивно возбуждаются линии с более высокими потенциалами возбуждения, относительная интенсивность искровых линий возрастает, усиливаются линии атмосферы и фон. Это связано как с увеличением средней силы тока, так и с уменьшением периода колебаний (см. формулу 2.1).
Влияние ёмкости С. При увеличении ёмкости сила тока возрастает ненамного, так как одновременно с повышением ёмкости растёт период колебаний. Практически для повышения силы тока удобнее изменять величину самоиндукции. При увеличении ёмкости интенсивность спектра возрастает за счёт более интенсивного испарения электродов.
Пробойное напряжение Vf. Величина пробойного напряжения Vf зависит от электрической прочности, длины разрядного промежутка, от его формы, температуры электронов, чистоты атмосферы (условий деионизации промежутка), состояния поверхности электродов. С возрастанием пробойного напряжения искра становится более «жёсткой». Пробойное напряжение изменяется во времени, что приводит к нестабильности работы искрового контура, т. е. к ошибкам в анализе.
Существенную роль в образовании факелов играют физико-механические свойства электродов: структура, зернистость, микротеплопроводимость, твёрдость и т. д.
В результате воздействия искры поверхность электрода приобретает другие структурные и физико-химические свойства. Наибольшие изменения происходят на границе между зёрнами кристаллической структуры. Изменение свойств электродов