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基于LIBS 技术铝合金中铁元素的定量分析

赵小侠,  罗文峰,  王红英,  杨森林,  朱海燕,  李姝丽,  付福兴,  李院院

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赵小侠, 罗文峰, 王红英, 杨森林, 朱海燕, 李姝丽, 付福兴, 李院院. 基于LIBS 技术铝合金中铁元素的定量分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 96-101.
引用本文: 赵小侠, 罗文峰, 王红英, 杨森林, 朱海燕, 李姝丽, 付福兴, 李院院. 基于LIBS 技术铝合金中铁元素的定量分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 96-101.
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Zhao Xiaoxia, Luo Wenfeng, Wang Hongying, Yang Senlin, Zhu Haiyan, Li Shuli, Fu Fuxing, Li Yuanyuan. Quantitative analysis of the element iron in aluminum alloy using LIBS[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 96-101.
Citation: Zhao Xiaoxia, Luo Wenfeng, Wang Hongying, Yang Senlin, Zhu Haiyan, Li Shuli, Fu Fuxing, Li Yuanyuan. Quantitative analysis of the element iron in aluminum alloy using LIBS[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 96-101.
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基于LIBS 技术铝合金中铁元素的定量分析

  • 1.

    西安文理学院应用物理研究所陕西省表面工程与再制造重点实验室,陕西西安710065;

  • 2.

    西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121

基金项目: 

陕西省教育厅科研计划项目(2013JK0607);西安市科技计划项目(CXY1443WL01,CX1289WL05,CXY1352WL02);国家自然科学基金(61401356)

详细信息
    作者简介:

    赵小侠(1970-),女,副教授,博士,主要从事激光技术的应用研究。Email:15029888059@126.com

  • 中图分类号: O799

Quantitative analysis of the element iron in aluminum alloy using LIBS

  • 1.

    The Key Laboratory for Surface Engineering and Remanufacturing of Shaanxi Province,Institue of Applied Physics,Xi'an University,Xi'an 710065,China;

  • 2.

    School of Electronic Engineering,Xi'an University of Posts &Telecommunications,Xi'an 710121,China

  • 摘要: 为了精确得到铝合金标样等离子体的电子温度和电子密度,实验采用激光诱导击穿光谱技术,利用532 nm 调Q Nd:YAG 激光器诱导产生铝合金E311 等离子体。测量铁原子谱线(381.59 nm)的Stark 展宽(0.12 nm)得到等离子体的电子密度是4.31016 cm-3;基于铁原子谱线(370.56, 386.55,387.25, 426.05, 427.18, 430.79, 432.57, 440.48 nm),利用迭代Boltzmann 算法,得到回归系数为0.999时等离子体的电子温度是8 699 K。基于铝合金标样(E311、E312、E313、E314、E315、E316)和铁原子谱线404.58 nm,建立了铁元素的标准曲线,计算得到铁元素的探测限是0.0779 wt%。等离子体特征参数表明铝合金等离子体满足光学薄和局部热力学平衡状态。
    Abstract: In order to precisely analyze electron temperature and electron density of aluminum alloy, the Laser Induced Breakdown Spectroscopy was adopted. The second harmonic of a pulsed Nd:YAG laser (532 nm) has been used for the ablation of aluminum alloy E311 in air at atmospheric pressure and the laser-induced plasma characteristics were examined in detail. The electron density of 4.31016 cm-3 was inferred from the Stark broadening (0.12 nm) of the profile of Fe (I) 381.59 nm. In order to minimize relative errors in calculation of the electron temperature, an improved iterative Boltzmann plot method with eight iron lines (370.56, 386.55, 387.25, 426.05, 427.18, 430.79, 432.57, 440.48 nm) is used. Experimental results show that the electron temperature is 8 699 K with the regression coefficient of 0.999. The calibration curve for iron based on Fe (I) 404.58 nm was established using a set of six samples of standard aluminum alloy (E311, E312, E313, E314, E315, E316) and the detection limit was 0.077 9 wt%. The plasma was verified to be optically thin and in local thermodynamic equilibrium based on the experimental results.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-09
  • 修回日期:  2014-06-14
  • 刊出日期:  2015-01-25

基于LIBS 技术铝合金中铁元素的定量分析

  • 1. 西安文理学院应用物理研究所陕西省表面工程与再制造重点实验室,陕西西安710065;
  • 2. 西安邮电大学电子工程学院,陕西西安710121
    • 作者简介:

    赵小侠(1970-),女,副教授,博士,主要从事激光技术的应用研究。Email:15029888059@126.com

  • 收稿日期: 2014-05-09
  • 修回日期: 2014-06-14
  • 刊出日期: 2015-01-25
基金项目:

陕西省教育厅科研计划项目(2013JK0607);西安市科技计划项目(CXY1443WL01,CX1289WL05,CXY1352WL02);国家自然科学基金(61401356)

  • 中图分类号: O799

摘要: 为了精确得到铝合金标样等离子体的电子温度和电子密度,实验采用激光诱导击穿光谱技术,利用532 nm 调Q Nd:YAG 激光器诱导产生铝合金E311 等离子体。测量铁原子谱线(381.59 nm)的Stark 展宽(0.12 nm)得到等离子体的电子密度是4.31016 cm-3;基于铁原子谱线(370.56, 386.55,387.25, 426.05, 427.18, 430.79, 432.57, 440.48 nm),利用迭代Boltzmann 算法,得到回归系数为0.999时等离子体的电子温度是8 699 K。基于铝合金标样(E311、E312、E313、E314、E315、E316)和铁原子谱线404.58 nm,建立了铁元素的标准曲线,计算得到铁元素的探测限是0.0779 wt%。等离子体特征参数表明铝合金等离子体满足光学薄和局部热力学平衡状态。

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