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辉光放电光谱仪的基本工作原理

辉光放电光谱仪

辉光放电光谱技术是一种分析技术,其能够直接对固体样品进行分析。材料的基板分析为其Z早的应用领域。这些年以来,辉光深度剖面分析技术在材料表面分析领域得到了广泛地应用,人们对此技术也越来越看重。辉光放电光谱仪相比于俄歇(AES)、二次离子质谱(SIMS)等其他的表面分析仪器,尽管原子水平的表层分析不能进行,然而其在表层和深度部面分析方面具有非常显著的优势,其又较为便宜的价格,能够非常迅速地分析和十分方便地定量。在国外的工厂、实验室及研究ZX得到了非常广泛的应用。新材料的研究开发和产品的质量控制为该技术的主要用途。


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基本工作原理

辉光放电光谱仪属于发射光谱分析仪器,和其它发射光谱仪大笔,它的基本工作原理大致相同,就是对一种光源加以利用使被测样品元素处于受激状态,样品元素外层电子由高能态向着低能态返回时,特征光谱被发射出。通过素发射出的特征光谱将样品中含有的元素分析出来。

辉光放电灯作为辉光放电仪的光源,有二个电极在一个RF辉光放电光源内,直径为4mm管状铜电极为其中一个,是阳极,阳极接地。而样品作为阴极,使得一个RF电位维持着,此为通过高频(RF)电源感应产生的电位。将低压氩气充入辉光放电灯内,有少量氩离子在灯内自发产生,在RF电位作用下,从阳极-阴极间隙穿过,使得高速震荡产生,被加速了的氩离子和氩原子发生碰撞,使得更多的氩离子和电子产生,使得等离子体形成,也就是所谓的辉光放电,等离子体中的高速氩离子到达样品(阴极)表面,使样品表面的物质被均匀地溅射出来,往辉光放电等离子体中扩散扩散,在其中解离-原子化,从而被激发,使得样品组份的特征光谱发射出来。

利用光学系统聚焦、分光来自样品的光,到达高动态范围检测器HDD,高动态范围检测器HDD接收了光信号,光信号被转换成电信号,利用电子控制系统送到计算机加以处理。计算机安装专用软件,比较软件中预置的标准曲线与各种元素的光强信号,从而将各元素的浓度测算出来,在进行表面逐层检测时,元素浓度与深度间的关系还能够同时被给出。


2006-06-19
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