陶瓷材料及其生产原料激光探针成分分析

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1、分类号学号M201172954学校代码10487密级硕士学位论文陶瓷材料及其生产原料激光探针成分分析学位申请人：郝荣飞学科专业：光学工程指导老师：王泽敏教授李祥友教授答辩日期：2014.01.22万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringElementalAnalysisbyLaserProbeinCeramicsandRawMaterialsCandidate:HaoRongfeiMajor:OpticalEngineerin

2、gSupervisor:Prof.WangZeminProf.LiXiangyouHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本

3、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要陶瓷材料因具有高硬度、高强度、耐腐蚀、绝缘等优良性能，在电子、化工、军事等领域应用非常广泛。陶瓷材料及其生产原料中的元素组成及含

4、量对其性能有着重要的影响，因而实时准确地检测其成分对于高性能陶瓷的生产具有重要的指导意义。传统的陶瓷成分检测方法因操作复杂、费时而无法实现陶瓷材料的快速检测。本论文利用激光探针快速、实时、多元素同时分析的优点，对氧化铝陶瓷以及陶瓷生产原料的成分分析进行了研究。基于自主搭建的激光探针平台，对氧化铝陶瓷进行了定性分析检测，在大气环境下鉴定出氧化铝陶瓷中所含的8种主要元素及其常用特征谱线，并对分析过程中的相关实验参数进行了优化。结果表明，在激光焦点位置位于样品表面下方3mm，激光单脉冲能量50mJ，采集延时1.5μs，氩气环境中1500Pa气压下可获得信噪比较好的等离子

5、体信号。发现激光探针作用于氧化铝陶瓷，可以产生AlO自由基分子谱线，系统研究了AlO自由基的光谱形态，谱线随时间及能量的演化规律，并探索了产生的原因。为运用激光探针技术研究分子谱线提供了参考。最后，将激光探针用于陶瓷生产原料成分检测。采用内定标法对标准样品的Mg、K、Ca、Fe、Na和Ti元素进行了定量分析，得出相应定标曲线的线性相关系数达到94%以上。发现对标准样品进行加热处理，可以在一定程度上提高光谱的强度、稳定性以及定标曲线的线性相关系数。将激光探针与现有EDXRF（能量色散X射线荧光）和化学方法分析结果进行了对比。结果表明，激光探针对陶瓷材料的定量分析结果

6、逊于化学分析方法，但和EDXRF相当，对Mg、K、Ca等陶瓷中主要元素的检测比EDXRF准确度更高。关键词：激光探针等离子体参数优化定标曲线I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractNowadays,ceramicshavebeenwidelyusedinelectronic,chemical,militaryandotherfieldsduetotheirhighhardnessandstrengths,excellentcorrosionresistanceandinsulatingproperties.Asthecompositionsofceram

7、icsandrawmaterialsarekeyfactorstodeterminetheperformance,thereal-timedetectionandcontrolofthecontentsofceramicsandrawmaterialsareveryimportanttoproducehigh-performanceceramics.Traditionalceramicanalysismethodscannotmeettherequirementofrapiddetectionduetoitscomplexproceduresandtime-con

8、sumin