【中國化工儀器網(wǎng) 本網(wǎng)視點(diǎn)】 2018年3月24日，“第六屆中國激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)研討會(huì)(CSLIBS 2018)”在陜西省西安市西安交通大學(xué)學(xué)術(shù)交流中心開幕。3月25日，CSLIBS 2018進(jìn)入第二個(gè)會(huì)議日。繼昨日多位專家學(xué)者圍繞激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)發(fā)表了多篇報(bào)告后，今天又有哪些精彩演講值得關(guān)注？
 

鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司工程師 楊春
 

　　來自鋼研納克檢測(cè)技術(shù)股份有限公司工程師楊春在題為《硫化錳夾雜物面積與LIBS信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系的統(tǒng)計(jì)分析》的報(bào)告中，用激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀掃描分析了34CrNiMo6 金相試樣拋光表面上S、Mn、Fe、Cr、Mo、Si、Al等元素的二維分布。使金相顯微鏡通過對(duì)比掃描分析前后的金相照片，提取了各燒蝕點(diǎn)覆蓋區(qū)域的硫化錳夾雜物形貌，獲得了S、Mn元素異常信號(hào)分布特征及對(duì)應(yīng)激發(fā)區(qū)域內(nèi)的硫化錳夾雜物面積數(shù)據(jù)，分析了夾雜物面積與信號(hào)強(qiáng)度之間的關(guān)系。結(jié)果表明，S和Mn元素基本都是在相同位置出現(xiàn)異常信號(hào)，且兩元素的異常信號(hào)強(qiáng)度具有明顯的線性相關(guān)性，材料中的硫化錳夾雜物是引發(fā)S和Mn出現(xiàn)異常信號(hào)的主要來源，并且硫化錳夾雜物面積與S、Mn的異常信號(hào)強(qiáng)度之間存在較強(qiáng)的線性相關(guān)性，可以通過對(duì)異常信號(hào)的分析來識(shí)別硫化錳夾雜物并確定其尺寸及分布狀態(tài)。通過建立簡(jiǎn)化物理模型，計(jì)算了硫化錳夾雜物面積與S、Mn元素含量之間的關(guān)系，得到了夾雜物面積與S、Mn元素含量之間在低含量段近似呈線性關(guān)系的結(jié)果，驗(yàn)證了S、Mn異常信號(hào)強(qiáng)度與硫化錳夾雜物面積之間線性相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
 

安徽師范大學(xué)講師 楊新艷
 

　　之后，安徽師范大學(xué)講師楊新艷在《表面增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜(SENLIBS)中金屬襯底的作用機(jī)理研究》的報(bào)告中談到，表面增強(qiáng)激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Surface-enhanced LIBS，簡(jiǎn)稱SENLIBS)技術(shù)是一種新興LIBS技術(shù)，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)液體成分的痕量檢測(cè)。該技術(shù)通過將待測(cè)液體滴在金屬襯底表面，實(shí)現(xiàn)待測(cè)樣由液相到固相的轉(zhuǎn)化。利用激光對(duì)襯底的同時(shí)剝蝕，實(shí)現(xiàn)襯底對(duì)表面待測(cè)元素的增強(qiáng)。該技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的液體檢測(cè)方法，不僅具有試樣用量少，制樣簡(jiǎn)便，而且對(duì)儀器性能要求較低，便可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)元素的高靈敏檢測(cè)。然而現(xiàn)有的技術(shù)大多集中于SENLIBS技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)襯底的作用機(jī)理尚不明確。
 

　　本研究探究襯底輔助對(duì)表面增強(qiáng)LIBS技術(shù)的增強(qiáng)機(jī)理，選擇佳的金屬襯底改善表面增強(qiáng)LIBS技術(shù)的檢測(cè)極限。研究結(jié)果表明，金屬襯底的激光剝蝕閾值和等離子體擊穿閾值越低，SENLIBS的檢測(cè)極限越好，其中佳的金屬襯底為Zn，其檢測(cè)極限相比于金屬襯底Co可提高10倍。
 

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生 饒剛福
 

　　江西農(nóng)業(yè)大學(xué)研究生饒剛福帶來了題為《LIBS在食品微生物及茶葉品種鑒別分析中的應(yīng)用》的報(bào)告。報(bào)告人首先回顧了臍橙果皮果肉重金屬元素分布規(guī)律，隨后圍繞臍橙產(chǎn)地溯源追蹤、茶葉品種鑒別、微生物種類鑒別三大內(nèi)容進(jìn)行匯報(bào)。
 

西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院副教授 孫對(duì)兄
 

　　西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院副教授孫對(duì)兄帶來了題為《不同背景氣體環(huán)境中等離子體的膨脹演化及其光譜輻射特征》的報(bào)告。分別選用N2,O2,Ar和He等作為背景環(huán)境氣體，在壓強(qiáng)為1atm條件下，利用1064nm脈沖激光燒蝕鋁靶產(chǎn)生激光等離子體，研究了等離子體在四種不同背景氣體中的膨脹演化行為。研究結(jié)果表明：Ar作為背景氣體時(shí)，產(chǎn)生的等離子體相對(duì)較小，膨脹速率較慢，光譜輻射較強(qiáng)，電子密度和電子溫度都較低；N2,O2兩種背景氣體下次之；He作為背景氣體時(shí)，產(chǎn)生的等離子體膨脹速率較快，電子數(shù)密度和電子溫度都較低。通過等離子體瞬態(tài)演化圖像，并結(jié)合燒蝕坑三維輪廓和SEM圖像，對(duì)不同背景氣體下等離子體膨脹演化和輻射光譜差異的物理機(jī)制進(jìn)行了分析。
 

中國海洋大學(xué)副教授  盧淵
 

　　之后，中國海洋大學(xué)副教授盧淵帶來了題為《LIBS-Raman 顯微光譜技術(shù)在貝殼分析中的探索性研究》的報(bào)告。海洋生物貝殼的形成與生存環(huán)境息息相關(guān)，其成分的研究已被廣泛用于氣候變化、海水酸化、海水污染等科學(xué)問題的研究，如何實(shí)現(xiàn)貝殼高通量、快速、全組分分析是目前技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，而光譜手段能夠很好地滿足該技術(shù)需求。報(bào)告人介紹了基于微區(qū)LIBS技術(shù)與顯微Raman技術(shù)相結(jié)合的貝殼成分分析的探索研究工作。其中，以LIBS實(shí)現(xiàn)金屬元素成分探測(cè)，以Raman完成分子組分識(shí)別。為全面了解貝殼成分組分，針對(duì)成分分析中的關(guān)鍵問題開展了系列研究：(1)貝殼的LIBS-Raman 聯(lián)合顯微探測(cè)的可行性；(2)微區(qū)LIBS技術(shù)元素分布分析的方法；(3)貝殼成分探測(cè)的顯微Raman技術(shù)改造。在此基礎(chǔ)上，初步建立了一套專門針對(duì)貝殼成分分析的高空間分辨LIBS-Raman聯(lián)合分析方法，可望成為目前貝殼主流分析技術(shù)的有效補(bǔ)充。
 

西安交通大學(xué)教授  吳翊
 

　　隨后，西安交通大學(xué)教授吳翊帶來了題為《激光輔助等離子診斷技術(shù)研究》的報(bào)告。激光輔助等離子診斷技術(shù)是當(dāng)前等離子診斷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。報(bào)告人從原理和技術(shù)方面分別介紹了激光湯姆遜散射法(Laser Thomson scattering, LTS)用于激光誘導(dǎo)等離子診斷以及利用激光輔助照明(Laser Auxiliary Illumination, LAI)的電極燒蝕行為可視化方法。研究發(fā)現(xiàn)了電極噴流抑制電極表面噴濺的行為模式，解釋了電極表面熔池與電極噴流的作用機(jī)理。在未來的研究中，綜合運(yùn)用LTS和LAI等激光輔助診斷技術(shù)，有助于深入理解等離子的基本微觀物理過程。
 

安徽師范大學(xué) 崔執(zhí)鳳
 

　　安徽師范大學(xué)崔執(zhí)鳳帶來了題為《液相基質(zhì)中重金屬元素激光誘導(dǎo)擊穿光譜特性》的報(bào)告。研究者利用已有的液相射流激光誘導(dǎo)擊穿光譜測(cè)定系統(tǒng)，使用納秒單脈沖激光燒蝕含有Cr、Cd、Fe、Mn、Pb、Cu等六種金屬元素的混合溶液射流，產(chǎn)生了激光等離子體，測(cè)定了液相基質(zhì)中這些重金屬元素的激光誘導(dǎo)擊穿光譜。
 

中科院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所助理研究員  孟德碩
 

　　中科院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所助理研究員孟德碩帶來了題為《基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)的水體重金屬在線定量分析》的精彩報(bào)告。水體重金屬問題日益嚴(yán)重，而工業(yè)廢水的超標(biāo)排放是造成水體重金屬污染的重要原因，因此對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中的廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)具有重要意義，LIBS技術(shù)具有檢測(cè)速度快、可原位在線監(jiān)測(cè)等優(yōu)勢(shì)，因此課題組研制了一臺(tái)基于LIBS技術(shù)的水體重金屬在線監(jiān)測(cè)儀，并在銅陵某金屬冶煉廠對(duì)該儀器進(jìn)行了外場(chǎng)運(yùn)行。該儀器利用石墨基片對(duì)抽取的水樣進(jìn)行蒸干富集，實(shí)現(xiàn)固液轉(zhuǎn)化，儀器實(shí)現(xiàn)了從樣品抽取到濃度反演全過程的自動(dòng)化。在外場(chǎng)運(yùn)行中，首先建立了廢水中主要重金屬元素Cu和Zn的定標(biāo)曲線，得到了Cu、Zn元素的檢測(cè)限分別為4.7和15ug/kg；然后在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了超過90小時(shí)的連續(xù)在線定量分析，并實(shí)時(shí)取樣后利用ICP-OES進(jìn)行了檢測(cè)，兩種檢測(cè)方法得到的檢測(cè)結(jié)果具有良好的一致性。在線定量分析結(jié)果表面，基于LIBS技術(shù)的水體重金屬在線監(jiān)測(cè)儀能夠用于廢水重金屬的在線監(jiān)測(cè)，但仍需提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。
 

　　CSLIBS 2018即將接近尾聲，精彩的報(bào)告讓與會(huì)人員受益匪淺，同時(shí)也進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)如今先進(jìn)的激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)有了更為深刻的了解。