Laser bidez eragindako matxura espektroskopia
Zer da laser bidez eragindako matxura espektroskopia?
Laser bidez eragindako matxura espektroskopia (LIBS) emisio atomiko mota bat da espektrometroMatrize solido, likido eta gas-faseko ia elementu guztien analisi kualitatiboa eta kuantitatiboa ahalbidetzen du. ICP-OES edo XRF bezalako detekzio-metodo konbentzionalen aldean, LIBS detekzio prozesuan lagin konplexuak prestatzeko beharra ezabatzen du.
Helburua lortzeko laginak prestatu gabe, LIBS espektroskopia energia handiko fokatutako pultsatuko laser izpi bat erabiltzen du lagina plasma egoerara kitzikatzeko, eta horrek dagokion emisio-espektro elementala sortzen du analisirako. Elementu-igorpen-espektroaren uhin-luzera elementu motarekin erlazionatuta dago, eta elementu-lerro espektralen intentsitatea elementuaren edukiarekin.
Laser bidez eragindako matxura espektroskopia printzipioa
Laser teknologiaren garapenak asko lagundu du espektroskopia garatzen. The laser bidez eragindako matxura espektroskopia (LIBS) teknika, ere ezaguna laser bidez eragindako plasma espektroskopia (LIPS), materia elementuen analisirako metodo berri bat da. Espektroskopiaren arloan analisi metodo berri bat da, David Cremers-en taldeak Los Alamos Laborategi Nazionalean 1962an proposatu eta gauzatu zuena. Analisi espektralaren arloan analisi tresna berri bat da.
Laser bidez eragindako matxura espektroskopia puntako potentzia handiko pultsatuko laser bat erabiltzen du lagina irradiatzeko eta izpia analisi-leku oso txiki batera bideratzen da (normalean 10-400 mikra-ko diametroa). Laser irradiatutako lekuaren eremuan, laginaren materiala ablazioa egiten da eta nanopartikula hodei bat sortzen da laginaren gainean. Laser izpiaren energia gailurra nahiko altua denez, bere xurgapen eta fotoi anitzeko ionizazio efektuek laginaren gainean sortutako gas eta aerosol hodeien opakutasuna areagotzen dute, nahiz eta laser pultsuaren kitzikapen oso laburra izan. Laser energia hodeiak nabarmen xurgatzen duen heinean, plasma pixkanaka sortzen da. Energia handiko plasmak nanopartikulak urtzen ditu, haietako atomoak kitzikatzen ditu eta argia igortzen du. Atomoek igortzen duten argia detektagailuak har dezake eta espektro gisa erregistratu daiteke, zeina laginean dauden elementuei buruzko informazioa lortzeko eta kualitatibo gehiago (adibidez, materialaren identifikazioa, PMI) eta kuantitatibo (adib. lagineko elementu baten zenbatekoa) analisiak software algoritmoen bidez egin daitezke.
A. Laser bidezko emisio-espektroskopiaren oinarrizko printzipioa
Laserrak sortutako potentzia handiko pultsatuko laser izpia laginaren gainazalean zentratzen da, eta laginaren atomoak kitzikatu egiten dira tenperatura altuko plasma txinparta bat osatzeko. Atomo eta ioi kitzikatuek atomoen eta kaoien espektro-lerro ezaugarriak igortzen dituzte desexzitazio-prozesuan, eta, ondoren, atomoen espektro-lerro ezaugarrien uhin-luzera (UV-tik NIR) eta intentsitatea neurtzen dira espektrometro baten bidez, analisi kualitatibo edo kuantitatiborako. elementuak.
Detekzio eta analisi kuantitatiboaren muga
detekzio-mugak LIBS neurtu beharreko lagin motaren, elementu espezifikoen eta tresnaren laser/detektagailu espektralaren konfigurazioaren menpekoak dira. Arrazoi horiengatik, LIBS-en detekzio-mugak ppm gutxi batzuetatik % mailara bitartekoak izan daitezke. Ohiko aplikazio gehienetarako, LIBS detekzio-mugak 10 ppm-tik 100 ppm-ra lor daitezke elementu gehienentzat, eta analisi kuantitatiboetarako, LIBS-ek lortutako neurketen desbideratze estandar erlatiboa % 3-5 artean egon daiteke, eta normalean % 2 edo are. <%1 material homogeneoetarako.
B. Plasma txinpartak sortzeko prozesua
Kitzikapen-pultsu indartsu baten eraginpean, laserraren foku-eskualdeko atomoak eta frakzioak fotoi anitzek ionizatzen dituzte hasierako elektroi askeak sortzeko. Foku-laserra handitzen den heinean, atomoek fotoiak xurgatzen eta ionizatzen jarraitzen dute, elektroi primario kopuru handia sortuz. Laserren potentzia nahikoa handia denean, pultsuaren iraupena nahikoa luzea da elektroi askeak laserraren eraginpean azeleratu ahal izateko. Elektroiek atomoak bonbardatzeko nahikoa energia dutenean, atomoak ionizatu eta elektroi berriak sortzen dituzte. Elektroi horien azelerazioari esker, atomoak ionizatzen jarraitzea ere eragiten da, eta horrek elur-jausi efektua eta elektroien hazkunde azkarra sortzen ditu denbora-tarte oso laburrean. Aldi berean, horrek atomoen ionizazio jarraitua eragiten du, eta ondorioz, elektroi eta ioi aske kopuru handia sortzen da, eta plasma orokorrean gutxi gorabehera elektrikoki neutroa. Kitzikapen-plasma argi-igorle iturri bat da, maiztasun espezifikoetan fotoiak igortzen dituena espektro-lerro bereizgarriak sortzeko. Bere maiztasun- eta intentsitate-banaketek aztertutako objektuen espezie eta kontzentrazioari buruzko informazioa dute.
Plasma sortzeko prozesuan oso potentzia handiko dentsitatea, 1GW/cm2-tik gorakoa izan daitekeena, erabiltzen da. Gainazaleko material mikrogramo batzuk berehala berotzen dira laser bidez 10,000 gradu Celsius-ra eta kanporatzen dira oso iraupen laburreko baina oso distiratsua den plasma bat osatzeko. Iretzitako plasma-gorputz hauek laser bidez polarizatu dira atomo edo ioi kitzikatuetan. Laser pultsuaren amaieran, plasma hedatzen hasi bezain azkar hozten da. Hozte prozesuan, atomo edo ioi kitzikatuak energia handiko egoeratik energia baxuko egoerara itzultzen dira eta haien ezaugarriekin erradiazio optikoa igortzen dute. Espektrometro sentikor baten bidez igorpen espektral horiek detektatu eta aztertzeak substantziaren oinarrizko konposizioari buruzko informazioa ematen du.
Laser bidez eragindako matxura espektroskopia aplikazioak
Laser bidez eragindako matxura espektroskopia, materialen identifikazio eta analisi kuantitatiboko teknologia berri gisa, laborategian erabil daiteke, baita industria guneetako lineako ikuskapenean ere. Bere ezaugarri nagusiak honako hauek dira.
a. Ia laginaren prestaketarik behar izan gabe analisi azkarra eta zuzena.
b. Ia elementu guztiak detektatzen ditu.
c. Elementu anitzen aldibereko analisia.
d. Matrizearen morfologiaren moldakortasuna – ia edozein lagin solido detektatu daiteke.
LIBS espektroskopia Elementuzko analisi-metodo tradizionalen gabeziak konpontzen ditu, batez ere mikro-eremuko materialen analisia, plakaketa/filmaren analisia, akatsen detekzioa, bitxien identifikazioa, auzitegi-ebidentziaren identifikazioa, hauts materialaren analisia, aleazioen analisia, etab. LIBS laserra Era berean, askotariko aplikazioetan aplika daiteke, hala nola, geologia, ikatza, metalurgia, farmazia, ingurumena eta ikerketa zientifikoa.
Laborategiko ohiko aplikazioez gain, libs laser bidez eragindako matxura espektroskopia Eskuko gailu eramangarri bihur daitezkeen oinarrizko analisi-teknologietako bat da. Lineako azterketa hori egin dezakeen oinarrizko analisiaren teknologia bakarra da. Horri esker, analisi-teknologia asko hedatuko da laborategiko eremutik kanpoaldera, eremura eta baita ekoizpen prozesura ere.
Laser bidez eragindako matxura espektroskopiaren (LIBS) aplikazioak
materialen analisi, karakterizazioa eta identifikazio ez-suntsitzaileak emotea.
b. Material arriskutsuen (tenperatura altuko, erradioaktiboak, kimikoki toxikoak) urrutiko detekzioa eta oinarrizko analisia.
c. Biltegiratze-ontzien kutsadura erradioaktiboa in situ detektatzea (beirazko txatar kalitate handikoa, txatar kalitate ertainekoa).
d. Altzairuaren konposizio-analisia in situ, ingurune irisgaitzetan (adibidez, erreaktore nuklearren presio-ontziak).
e. Txatarra birziklatzeko prozesuan metalen eta aleazioen identifikazio azkarra.
f. Osagai kritikoen metalen identifikazioa fabrikazioan eta muntaketan.
g. Metal eta aleazio likidoen prozesuen kontrolerako lineako konposizio-analisia (adibidez, altzairuan karbono, silizio eta fosforo edukia zehaztea).
h. Beira likidoaren prozesu-kontrolerako lineako konposizio-analisia (adibidez, burdin eta berun edukia zehaztea).
i. Uretan murgildutako materialen identifikazioa in situ (adibidez, metalak, aleazioak, zeramikak, mineralak, material erradioaktiboak).
j. Gainazaleko estalduren profil-analisi sakona eta osaera-analisia (adibidez, altzairu estaliak, plastikozko film-geruza, pinturako metal astunak).
k. Aireko partikulen online monitorizazioa (adibidez, tximiniaren isurien monitorizazioa).
l. Objektu forma konplexuen osagaien analisia.
Laser bidez eragindako matxura espektroskopia ezaugarriak
a. Laser bidezko haustura-espektrometroak ia elementu natural guztiak neur ditzake, besteak beste, H, Li, Be, C, N, O, S, etab., metodo konbentzionalen bidez aztertzea zaila denak.
b. Lagina prestatzeko prozesua oso erraza da eta, gainera, laginaren gainazala garbitzea edo gainazaleko estaldura kentzea ahalbidetzen du pultsu errepikatuak erabiliz.
c. Errendimendu handiko analisiak lagin kantitate txiki batekin (1-10 g) egin daitezke, eta horrek analisi-kostua asko murrizten du.
d. Ppm mailako detekzio-mugekin eta sentikortasun, detekzio-zehaztasun eta -maila handiekin.
e. Benetako detekzio ez-suntsitzailea. Lagin kantitate txiki bat bakarrik kontsumitzen da, eta ia ez dago berotze-efekturik laserra laginaren gainean erortzen denean.
f. Laginen edozein egoera fisikotan, solidoak, likidoak, gasak eta hainbat nahaste barne, elementu-analisiak egiteko aukera.
g. Ia ez dio interferentzia espektralak eragiten.
h. Elementu-kideen detektagarritasun guztien analisi-denbora 20 segundora murriztu da gutxi gorabehera, eta hori abantaila nabarmena da beste analisi-teknikekin alderatuta.
i. Ingurunearekiko egokitzapen ona, ia inolako baldintza berezirik gabe. Energia hornidurara konektatuta dagoenean funtzionatzen du eta ez du ur hozterik edo aire konprimiturik behar. Horrek esan nahi du landa-esperimentuen baldintzak bete ditzakeela.
j. Aldizkako ordezkapenik gabeko kontsumigarriak eta laserraren konfigurazioa 600000 aldiz baino gehiagotan erabil daitezke jarraian.
Nola erosi laser bidezko haustura espektroskopia?
Gurea interesatzen bazaizu Laser bidez eragindako matxura espektroskopia edo zalantzaren bat baduzu, idatzi e-mail bat info@antiteck.com helbidera, ahalik eta azkarren erantzungo dizugu.