原子发射光谱分析技术及其发展和应用.pdf

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1、原子发射光谱分析技术及其发展和应用项亮李云(江西铜业铅锌金属有限公司，江西九江332500)摘要：随着时代的快速发展，光谱分析技术也在不断升级，目前光谱分析技术已经广泛应用到各个领域，充分发挥了光谱分析技术的真正价值。其实光谱分析技术的发展历程较为漫长，而作为一名光谱分析人员，不仅要了解光谱分析技术的发展过程，还要对光谱分析技术的原理和相关仪器进行熟悉．要确保将光谱分析技术应用到生活实践中。关键词：光谱分析；摄谱仪；直读光谱仪；原子发射光谱在现代社会中，光谱分析技术发挥的作用越来越大，作为光谱分析人员首先要掌握光谱分析技术的来源，要对相关原理熟悉，能够熟练操作光谱仪器，从而

2、获取更为精确的分析数据。在本文中将对光谱分析技术的发展过程进行介绍，并分析几种光谱仪器的功能和应用。1光谱分析技术的发展历程德国学者早在19世纪中期发现某些波长的光线在特殊情况在会具有某些元素的特征，主要是通过盐溶液在光焰加热实验中加以验证，这样就为光谱技术的诞生奠定了基础。在上世纪30年代，国际上许多学者都开展加强对光谱定量的研究，研发出了原子发射光谱技术，其原理主要是运用了元素原子的能量状态，当原子在获得了一定能量后，外层电子就会发生变化，处于激发态，当能量逐渐消失后，外层电子就会恢复到常态，在这个过程中电子能量会以光的形式进行释放，这就是发射光谱。由于不同元素原子之间

3、的结构有所差异，这样原子光谱特征也会有所差异。正是由于原子光谱特征的差异，可以实现对不同样品的检测。最早的原子发射光谱主要采用了感光板来接收光谱，但是操作环节较多，光谱分析速度较慢。在上世纪40年代，光电直读光谱仪被研制成功，有效精简了操作环节，并且可以直接对元素进行光谱分析，提高了光谱分析速度和准确率。随后诞生的真空光电直读光谱仪实现了对金属材料的之间检测，而后来的等离子直读光谱仪在原有基础上进行了改进和优化，实现了材料在液体状态下的检测。2元素谱线接收装备的发展和功能2．1摄谱仪：感光板早期的摄谱仪主要采用了感光板作为接收装置，当光谱景观感光、谱片显像、定像、过滤、风干

4、等多个流程后，元素光谱就会以黑度的形式记录在感光板上，工作人员需要对感光板上的黑度值进行分析，制作成曲线从而分析结果。这种方法对于工作人员的技能要求较高，必须要在特定环境下才可进行，操作流程也较为繁琐，随着科技的不断更新还贷，这种技术早已经被时代所淘汰。2．2直读光谱仪：光电倍增管或GGD等随着科学技术的不断升级，元素谱线的接收装置也开始发生改变，主要采用光电倍增管来实现，其原理主要是利用分光后的光照射到光电倍增管阴极上，这样救护导致光电子的释放，当光电子与发射极发生碰撞时，就会形成电流，将发射谱线转化为电信号，这样记录器和指示器就会对电信号进行检测，从而得知结果。直读光谱

5、仪的操作较为简便，工作效率也有所提升，随着CCD谱线接收装置的出现，还可以将光学影像转化为数字信号，快速促进了光谱分析技术的发展。3直读光谱仪的系统组成分析通常在实验室中使用的直读光谱仪，主要是由四部分组成，分别是火花激发台、真空及分光系统、测量系统、控制系统等。3．1火花激发台通常火花激发台主要是由两部分组成，分别是激发光源和放置样品台。激发光源大多都采用的低压电容放电激发光源技术，这种技术性能较为稳定，放电范围可以适当调整，因此在光谱分析仪器中应用较为广泛。而放置样品台，可以直接将金属和固体钢样作为上电极，而下电极就采用钨电极，在激发室中会充满氩气，样品被高电压击穿，通

6、过电极放电，将会导致样品的快速融化，这样就可以改变样品原子的结构状态，从而实现对样品的检测。3．2真空及分光系统在直读光谱仪中真空及分光系统至关重要，主要是利用了光束的反射实现分光，而CCD检测器则负责收光，将光谱转换为数字信号，再通过仪器输出设备对数字信号进行检测，最终得知检测结果。3．3测量系统测量系统的真正作用就是实现转换与分析功能，在光谱分析过程中干扰因素较多，容易对分析数据产生影响。测量系统就需要利用自身优势进行屏蔽，减少干扰因素的出现，提高分析数据的准确性。4原子发射光谱分析技术的应用在工业生产中，原子发射光谱分析技术应用较为广泛，比如冶金行业、机械行业、化工行

7、业都在应用原子发射光谱分析技术，原子发射光谱仪操作程序较为简单，对技能要求较低。例如，在钢材冶炼环节，钢铁入炉前，检测人员可以对钢材样品进行快速分析，从而及时对钢液成分进行纠正，有效控制冶炼环节，提高钢材冶炼质量和效率。同时原子发射光谱仪在机械制造行业的应用，可以提高原材料成分的分析速度和效率，适用于对原材料进厂时的检查。参考文献：[1]寿淼钧，吕全超，顾海涛，吴正祥．全光谱原子发射光谱技术的特点与应用【J1．理化检验(化学分册)，2011(08)．[2]朱生慧．原子发射光谱仪器研究新进展[J]．中国无机分析化学，