元素分析领域最耀眼的一颗新星:LIBS
注明一下,标题是引用美国一个光谱化学分析大牛的部分原话
第一部分:什么是LIBS?
LIBS的全称:Laser-Induced Breakdown Spectroscopy,又被称为LIPS(Laser-Induced Plasma Spectroscopy)或LSS(laser Spark Spectroscopy),感觉LIPS更为科学一些,不过LIBS这个名称是其两个奠基人最先命名的,所以大家也就沿用至今,这也是目前搞LIBS公认的专业术语,呵呵,不过对搞SPARK-OES人而言,感觉LSS更形象一些。
FAAS及GFAAS是以空心阴极灯做为光源的。
ICP-OES是以电感耦合产生的等离子体为光源(用AR做为等离子体气)。
SPARK-OES是以氩气产生的等离子体做为光源的(电极与样品之间高压放电)。
GD-OES也同样是以氩气产生的等离子体做为光源的,与SPARK-OES的差别主要体现在放电室结构不同,此外GD-OES属于低气压放电,而SPARK-OES,则属于常压放电。
MIP-OES是以微波产生的等离子体做为光源的,AFS则是.......
LIFS是LASER与物质相互作产生的分子荧光做为光源的,
LIBS是以LASER与物质相互作用产生的等离子体做为光源的,
这样一比较,或许大家对LIBS应有一个直觉上的认识了,
大家可以看出,从某种意义上来说,光谱仪的发展实质就是光源的发展,光源的性能直接决定其分析性能,有不对的地方大家多多指点,先谢谢了。
大家也可继续补充。。。
LIBS目前国内的专业术语叫:激光诱导击穿光谱,是根据英文直译过来的,感觉这个术语比较形象。
LIBS分析原理:利用激光功率密度非常高的特点,与物质直接(气体、固体、液体)相互作用,从而产生高温等离子体,待测元素在高温等离子体中激发或电离,根据特征谱线进行定性分析,根据特征谱线的强度进行定量分析,其分析方法与GD-OES,SPARK-OES,ICP-OES,MIP-OES完全相同,不同的是LIBS采用LASER做为光源,待测物质与光源是非接触的。
目前LIBS通常是1064nm的LASER(Q switch)一统天下,也有很少使用532nm,266nm,LASER的脉冲频率为10HZ或几十HZ吧
与传统经典发射光谱仪相比其最大的不同点在于:LIBS属于脉冲等离体光源,即等离子体存在一定的寿命,而SPARK-OES,ICP-OES,GD-OES则属于连续等离子体光源,正是由于光源特性的不同,导致其硬件部分与传统光谱仪有所不同(主要是数据采集系统),LIBS需通过脉冲延时发生器,控制等离子体信号的采集.
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这个图片或许更直观形象,注:图片摘自国外的一本LIBS专著
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LASER与气体,液体及固体相互作用产生的等离子体形貌见上图
第二部:LIBS的应用
这是本人做的一张PPT,让大家见笑,总结的很不全面,望大家多补充
在冶金行业中的应用:
上图化圈的表示LIBS在冶金行业中的应用情况。在冶金行业中LIBS主要应用主要体现在以下方面:
1.冶金材料成分分析
2.炉气分析
3 微区分析(偏析、夹杂、镀层厚度分析)
4.炉渣分析
5牌号的快速鉴定
6液态金属的在线实时含量分析
可以说LIBS在冶金行业是无孔不入,有空了我会详细地比较一下SPARK-OES与LIBS分析性能的比较,若容许的话,我会给出LIBS与SPARK-OES精密度、准确度、检出限等方面的具体数据(包括国外与我们自已做的数据),让大家对LIBS有一个大致了解
注:相对于其它行业而言,目前LIBS在冶金行业的应用是非常成熟的,在国外看来,这不是新东西。 炉气分析装置:
液态金属在线分析:![]()
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镀层分析:
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液态金属在线分析:
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