基于LIBS的GdFe合金材料快速检测技术研究

作     者：王东杰 张艾蕊 李华昌 汤淑芳 王选 WANG Dongjie;ZHANG Airui;LI Huachang;TANG Shufang;WANG Xuan

作者机构：北矿检测技术股份有限公司北京102628 矿冶科技集团有限公司北京100160 中国计量科学研究院北京100029 

出 版 物：《中国无机分析化学》 (Chinese Journal of Inorganic Analytical Chemistry)

年 卷 期：2024年第14卷第2期

页      面：239-246页

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2021YFC2903101) 

主　　题：LIBS GdFe合金 光谱分析 快速检测 

摘      要：为了明晰LIBS(激光诱导击穿光谱)技术检测稀土合金材料的光谱特点,进一步开发基于LIBS的快速检测方法,推动LIBS技术在稀土领域的应用。利用激光诱导击穿光谱仪对GdFe合金材料激发光谱,结合信号强度及背景噪音,研究确定了最佳设置参数。分别考察激光器和光谱仪的参数设置对光谱的影响,根据激发光谱中相关谱线的变化趋势,探讨GdFe合金材料的LIBS检测方法。实验发现,GdFe合金样品与激光孔(Laser aperture)的距离(Z值)、激光能量和积分时间是影响LIBS光谱信号强度和背景噪音的关键参数。因金属和合金样品表面常覆盖氧化层,考察了脉冲激光的预剥蚀次数对光谱稳定性的影响,研究得出,在双脉冲均为164 mJ激光能量的激发下,预剥蚀1次可保证光谱效果。同时研究了两个激光器同时激发和延迟激发对GdFe合金光谱成因的影响,发现单脉冲激发与双脉冲同时激发所得光谱的信号强度并非两束脉冲单独激发的累加信号。通过光谱分析,确定了Z值0.8 mm、两个激光器的脉冲能量164 mJ、积分时间12μs、脉冲延时时间0μs,GdFe合金材料的光谱效果最佳,可为GdFe合金材料的LIBS检测方法建立提供参考,拓展LIBS技术在稀土领域的应用,为稀土合金产品的快速检测技术发展提供基础研究数据。