[发明专利]基于激光诱导击穿光谱的普通黄铜全元素分析装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于分析化学技术领域，特别提供了一种基于激光诱导击穿光谱 (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，简称LIBS)的普通黄铜全元素分析装置 及方法，用于分析普通黄铜的Cu、Pb、Fe、Ni元素的含量。

技术背景

铜及铜合金在有色领域中占有重要位置，仅次于铝。国标GB/T 5231-2001给出了 我国生产的四大类铜合金(纯铜、黄铜、青铜、白铜)，其中普通黄铜是黄铜中的一 类合金，目前有10种牌号：H59，H62，H63，H65，H68，H70，H80，H85，H90，H96， 用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。普通黄铜的主要元素是大含量 的Cu(57％～97％)，微量的Fe、Ni、Pb，以及余下的大含量的Zn。

普通黄铜的Cu、Pb、Fe、Ni元素的含量对其性质和应用有着重要的影响(GB/T 5231-2001，加工铜及铜合金化学成分和产品形状[S].；王碧文，王涛，王祝堂.铜合金及 其加工技术[M].北京：化学工业出版社，2007.30-37.；钟卫佳.铜加工实用手册[M].北 京：冶金工业出版社，2007.120～131.)。目前分析这些元素的方法主要有化学分析方 法(GB/T 5121-2008，铜及铜合金化学分析方法[S].)、光电发射光谱法(YS/T 482-2005. 铜及铜合金分析方法光电发射光谱法[S].)和X射线荧光光谱法(YS/T 483-2005.铜 及铜合金分析方法X射线荧光光谱法(波长色散型)[S].)。

LIBS成分分析的基本原理是：将一束高能脉冲激会聚于物质表面，使会聚点处的物 质瞬时电离气化而形成高温高压等离子体，等离子体冷却过程中辐射出物质各元素的 特征光谱，通过分析特征光谱的波长和强度可以分别确定元素的种类和含量(刘海东， 吴少波，房庆海.基于LIBS技术的钢水含碳量测量方法研究[J].冶金自动 化，2010S1：523-525.)。LIBS具有在线分析的潜在优势使得它在普通黄铜合金的分析 上受到研究者的关注(V.Margetic，A.Pakulev，A.Stockhaus，M.Bolshov，K.Niemax， R.Hergenroder，A comparison of nanosecond and femtosecond laser induced plasma  spectroscopy on brass sample，Spectrochim.Acta B，55(2000)1771-1785.；V. Margetic，K.Niemax，R.Hergenroder，A study of non-linear calibration graph  for brass with femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy，Spectrochim. Acta B 56(2001)1003-1010.；Cristoforetti，Stefano Legnaioli，Giulia  Lorenzetti，Vincenzo Palleschi，Abdallah A.Shaltout，Classical univariate  calibration and partial least squares for quantitative analysis of brass  samples by laser-induced breakdown spectroscopy Jose Manuel Andrade a，Gabriele， Spectrochimica Acta Part B 65(2010)658-663.)，目前还没有文献报道能对普 通黄铜进行全元素分析(Cu、Pb、Fe、Ni)并取得较好的分析结果。比较相近的结果 有文献(V.Margetic，A.Pakulev，A.Stockhaus，M.Bolshov，K.Niemax，R. Hergenroder，A comparison of nanosecond and femtosecond laser induced plasma  spectroscopy on brass sample，Spectrochim.Acta B，55(2000)1771-1785.；V. Margetic，K.Niemax，R.Hergenroder，A study of non-linear calibration graph  for brass with femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy，Spectrochim. Acta B 56(2001)1003-1010.；Cristoforetti，Stefano Legnaioli，Giulia  Lorenzetti，Vincenzo Palleschi，Abdallah A.Shaltout，Classical univariate  calibration and partial least squares for quantitative analysis of brass  samples by laser-induced breakdown spectroscopy Jose Manuel Andrade a，Gabriele， Spectrochimica Acta Part B 65(2010)658-663.)。