基于远程LIBS技术的镍基高温合金成分分析方法的研究

摘要：

基于自行设计搭建的远程激光诱导击穿光谱(LIBS)系统,完成了远程LIBS的聚焦特性分析,并对远程LIBS技术应用于镍基高温合金成分分析的实验方法进行了研究.该LIBS系统具备激光发射光路和信号采集光路同轴且独立变焦的特点,通过自动聚焦,可实现1～10 m的远程分析.研究表明:受激光聚焦焦深的影响,等离子体光信号可探测范围随系统工作距离的增大而增大,即系统对聚焦精确度的要求降低;同时,烧蚀斑点尺寸增大导致的功率密度减小及信号采集立体角的减小,会使得谱线强度随工作距离的增大成四次方反比关系衰减.分别使用无内标的标准曲线法和有内标的标准曲线法建立了G H4169镍基高温合金中Ni,Cr,Nb,Mo,Ti和Al六种元素的标准曲线,有内标的标准曲线的拟合优度R2(0.9997,0.9994,0.9987,0.9991,0.9981和0.9997)明显优于无内标的标准曲线(0.9532,0.8766,0.8974,0.9145,0.9384和0.9916).对比了LIBS和X射线荧光光谱(XRF)两种分析技术,对于常量元素Ni,Cr,Nb和Mo,两种方法的相对标准偏差分别在1.74％ ～3.90％ 以及0.10％ ～0.52％,相对误差分别在0.21％ ～0.92％ 以及0.64％ ～2.25％;对于微量元素Ti和Al,两种方法的相对标准偏差分别为5.58％,4.15％ 以及2.39％,5.64％,相对误差分别为2.75％,2.93％ 以及4.68％,2.39％.由于激光诱导等离子体的不稳定性、烧蚀样品量少的特点,远程LIBS方法的精密度稍逊于XRF方法,但LIBS方法通过重复多次测量,可以有效减小测量误差,表明L IB S技术应用于镍基高温合金的远程在线分析具有一定的可行性.

关键词：激光诱导击穿光谱;远程;焦深;标准曲线法

所属期刊栏目：42

分类号：O657.319(分析化学)

资助基金：国家新材料测试评价平台项目TC170A5SU

在线出版日期：2022-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：603-608