基于DP-LIBS的鐵合金碳含量檢測的研究與實現(xiàn).pdf

1、鐵合金冶煉過程中實時監(jiān)測各個環(huán)節(jié)含碳量的變化，調(diào)控冶煉過程，對提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義。LIBS技術已被廣泛應用于多個領域，在鋼鐵冶煉中，它比較適合金屬元素，對于非金屬元素，它的技術效果并不好。由于DP-LIBS的燒蝕效率，譜線強度及元素檢出限有很大程度提高，使得DP-LIBS檢測鐵合金中弱信號的碳含量成為可能。
　　本文首先對DP-LIBS技術背景和研究現(xiàn)狀進行概述。然后在平衡條件和非平衡條件下分別分析光譜發(fā)射物理過程中

2、的不同方面，這里我們介紹了基于能級模式減小到一個集總的三級系統(tǒng)的計算原子種類配分函數(shù)的方法，這種方法簡單、精確。通過例子說明碰撞輻射模型，強調(diào)電子能量分布函數(shù)與激發(fā)態(tài)粒子布居與輻射的耦合;討論用于描述一維和二維空間LIBS等離子體羽膨脹的模型，這個模型包括流體動力學方程。激光誘導擊穿光譜技術由于它制樣簡單，無需樣品準備，能在標準大氣壓下操作等特點成為一個很具吸引力的技術。我們關注在非標準壓力和不同環(huán)境氣體下LIBS的研究，改變大氣壓力觀

3、察LIBS的光譜特性，如果合理選擇壓力和氣體組成能提高分辨率、信號強度和總體的信噪比，同時，周圍環(huán)境氣體的組成與壓力對物質(zhì)燒蝕也會產(chǎn)生影響。最后，在DP-LIBS實驗平臺上檢測鐵合金中碳信號，使用共線型雙脈沖結構在惰性氣體環(huán)境下進行實驗，我們研究DP-LIBS的傳統(tǒng)方法，包括脈沖間隔大小和激光波長組合對碳信號強度的影響;同時，討論物質(zhì)熱擴散性與觀察到的等離子體溫度的關系。研究中發(fā)現(xiàn)，與單脈沖LIBS相比，使用雙脈沖激光檢測鐵合金中碳信號