农田土壤中钾元素含量的激光诱导击穿光谱测量方法

农田土壤中钾元素的实时测量具有重要的意义。利用由1 064nm激光器、高分辨率光谱仪组成的激光诱导击穿光谱系统,研究了土壤总钾含量的LIBS测量方法。文章对钾元素含量在8.74～34.56g.kg-1之间的农田土壤样品进行分析,比较了404.40,404.72,766.49和769.90nm的钾原子特征谱线,并选取766.49nm为本研究的分析谱线。分析了激光器稳定性、随机噪声造成的谱线强度误差,并以农田土壤中含量相对稳定的硅元素为参照元素,建立K和Si光谱强度比值与土壤中K元素含量关系的内定标模型。定标曲线拟合相关系数为0.935,定标模型对预测集样品的预测标准偏差为9.26%。     

缅甸翡翠中铁元素的激光诱导击穿光谱定量检测

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术定量分析缅甸翡翠中Fe元素的浓度。选择Fe元素的275.57 nm光谱线作为定量分析谱线，选取Si元素的288.17 nm光谱线作为内标谱线，选取12个缅甸翡翠样品作为研究对象，以其中9个样品绘制了传统定标法和内定标法的Fe元素定标曲线，并将定标曲线用于3个检验样品的Fe含量的实际预测。实验结果表明，采用传统定标方法时，定标样品光谱强度的相对标准偏差(RSD)在1.4%～8.3%之间，所建立的Fe元素浓度含量定标曲线的拟合相关系数R2为0.979，使用该方法建立的定标曲线对3个检验样品中Fe元素含量进行测定，最大相对误差为10.6%；而采用内定标法时，定标样品光谱强度的比值(I_Fe/I_Si)的相对标准偏差(RSD)在0.9%～5.7%之间，Fe的拟合相关系数R2达到0.989，样品中Fe元素的测定相对误差均可降低到7%以下。结果证明，利用内定标法定量分析翡翠中Fe的含量比传统定标法相对误差更小，采用LIBS技术结合内定标法更适于缅甸翡翠样品中Fe元素定量分析。     

基于谱线匹配技术的星载成像光谱仪星上光谱定标方法研究

介绍了一种基于谱线匹配技术的星上光谱定标方法,该定标方法选取大气吸收线作为匹配谱线,采用相关系数法作为匹配结果判定条件标进行光谱定标。为模拟星上定标过程,将谱线匹配技术应用于振动试验后的成像光谱仪,振动试验可以模拟成像光谱仪在升空过程中受到的振动。星上光谱定标包括成像光谱仪分辨率的确定、面阵探测器光谱维和空间维像元中心波长的定标。由定标结果可知,振动试验后光谱仪分辨率为0.40nm,与振动试验前相比没有发生变化;光谱维像元中心波长向长波偏移0.08nm(小于一个像元);空间维像元光谱弯曲(光谱smile)向短波方向弯曲,最大弯曲值为0.96nm,近似于振动试验前光谱弯曲值。由此验证了谱线匹配技术进行星上光谱定标的可行性。     

强度比定标法分析激光诱导击穿碳谱线

 利用激光诱导击穿光谱技术，使样品在大气常压环境下被击穿形成等离子体,探测等离子体发射信号。选择混合样品所含的基体元素硅作为内标元素，分别根据碳谱线峰值强度、分析线和内标线峰值强度比建立不同的定标曲线。对两种定标曲线的拟合度、测量重复性以及定量分析结果准确度进行了研究。研究结果表明:强度比定标法在一定程度上可以提高定标曲线的拟合度和测量重复性，减小强度比定标法定量分析结果的误差，提高测量准确度。     

钢铁中钒、钛元素的激光诱导击穿光谱定量检测

采用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术测量钢铁中钒、钛元素的含量。选取VⅠ440.85nm和TiⅠ334.19nm作为定量分析谱线、基体元素谱线FeⅠ438.35nm作为内标谱线,分别建立了基本定标法和内定标法的钢铁样品中V和Ti含量的光谱分析定标曲线,并将它们用于检验样品的定量分析。研究表明,V和Ti基本定标曲线的拟合相关系数R2分别为0.987 5和0.990 9,对检验样品中V和Ti元素的测定相对误差最大分别为11.1%和4.0%;而采用内定标法时,V和Ti的拟合相关系数R2分别达到0.995 2和0.992 1,对检测样品中V和Ti元素的测定相对误差均可降低到4.0%以下。结果证明,采用内定标的激光诱导击穿光谱分析方法更适于钢铁样品中钒、钛含量的测定。     

基于多谱线内标法的不规则铜合金样品中 Pb元素成分检测研究

原位分析和在线检测是激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的一大优势，但是，在野外环境中，人们无法对样品进行统一预处理，面对各种形态的待测样品如何保证LIBS的检测精度是函待解决的一大难题。提出一种多谱线内定标的方法来解决上述问题，即通过求解多条分析谱线的强度和与内标元素谱线的强度比值来建立定标曲线，进而降低光谱信号波动带来的误差，提高线性相关性和检测精度。实验中以铅黄铜合金样品为例，采用LIBS对厚度不一（最大变化值为±2 mm）的铅黄铜样品中的Pb元素进行了定量检测研究，并分别采用传统定标法和多谱线内定标法对这种不规则样品进行校正和建立定标曲线。实验发现，对于不规则样品，传统定标法的检测精度大大降低，定标曲线没有明显的线性关系。当采用单条谱线的内定标方法时，定标曲线线性相关度大大提高，校正决定系数达到0.724 89。而采用多条谱线内标方法（考虑多条分析谱线的相对强度总和）计算发现，当选取5条Pb谱线（Pb 261.42 nm，Pb 280.20 nm，Pb 368.35 nm，Pb 405.78 nm和Pb 520.14 nm）进行计算时，定标曲线线性拟合度达到0.984 6，由此可见该方法消除了样品不规则所带来的光谱强度波动误差，显著提高了测量精度。虽然继续增加分析谱线数目可以进一步提升线性相关度，但是也会增加计算的复杂度，所以选择合适的分析谱线是十分重要的。此外，通过多谱线内标法也能一定程度上消除基体效应和光谱干扰等影响，是一种简单有效且具备普适性的数据处理方法。当然，该方法也存在一定的局限性（如样品成分分布极不均匀、样品表面极不规则致使激光能量低于击穿阈值等），不过通过调整和优化检测装置方案（例如增大激光能量、增大聚焦光斑、采用长焦距聚焦透镜等）可以更好的发挥该方法的优势。该研究内容可以为LIBS原位检测和在线检测的应用提供一种新思路。     

成像光谱仪星上光谱定标的数据处理

为了提高仪器光谱定标精度,降低谱线偏移对地物反射光谱数据反演精度的影响（特别是大气吸收峰附近）,根据星上光谱定标的特点,介绍了星上光谱定标数据处理的常用方法。通过对实验室光谱定标时两种典型工况的比较,实现了星上定标数据处理算法的地面仿真,验证了算法的可行性,并比较了各自的优缺点。结果表明,基于谱线匹配的标准差法、相关系数法和最小差值法计算精度较高,但计算效率较低;基于多项式拟合的极值法计算精度较低,但是计算效率较其他算法提高1个数量级。用极值法对数据进行预处理,快速确定谱线偏移量,再用谱线匹配算法在小范围内精确计算谱线偏移量,可以在不影响计算精度的前提下提高运算速度,计算精度优于1 nm,满足成像光谱仪星上光谱定标的精度要求。     

基于激光诱导击穿光谱技术对钢中Mn和Cr元素的定量分析

采用激光诱导击穿光谱分析技术对钢样中锰、铬两种微量元素的含量进行了测量.实验研究发现,最优取样的延迟时间为2.0μs,最佳激光光束聚焦位置和光谱收集探头分别位于样品表面以下3.5mm和表面以上1.5mm处.以Mn Ⅰ:403.07 nm和Cr Ⅰ:427.48 nm作为分析线,分别采用传统定量分析和内定标的方法对钢样中...     

激光诱导击穿光谱结合自由定标法同时定量分析玻璃主要元素

建立激光诱导击穿光谱结合自由定标法快速定量分析玻璃中主要元素Si和Ba的方法.采用由调Q脉冲Nd:YAG激光器、中阶梯光栅光谱仪和ICCD检测器等组成的激光诱导击穿光谱系统采集4种标准玻璃样品的激光诱导击穿光谱.提取光谱信息,结合自由定标法建立样品中Si和Ba的玻尔兹曼曲线,计算获得4种玻璃样品中Si和Ba的含量.Si含量分析相对误差在4.96%~10.12%之间,标准差在0.38%~1.29%之间,Ba含量分析相对误差在4.07%~9.62%之间,标准差在0.54%~1.70%之间.T检验表明,测量值与实际值无显著差异.     

激光诱导击穿光谱判定岩石陆相和海相沉积

研究了激光诱导击穿光谱技术在判别未经预处理岩石样品沉积相方面的识别能力.将经地质专家鉴定的27个陆相和14个海相沉积样品作为待分析样品,B的谱线强度及B/Ga、Sr/Ba和Fe/Mn谱线的积分强度比分别作为区分依据用于判别沉积相.由于B、Ga、Sr和Ba在岩石中含量非常低,而且分布不均,导致少量样品难以区分.Fe和Mn的含量相对较高,因此Fe/Mn能够很好地将陆相和海相沉积样品区分.相对于其它区分依据,Fe II 259.940nm/Mn II 259.372nm表现出最好的区分性能.激光诱导击穿光谱技术能够实现录井现场快速、准确判别岩石样品沉积相.     

Preparation of barium strontium titanate Ba(1-x)Sr(x)TiO(3) (0<or= x <or=0.2) single-crystal nanorods by a novel combined method

An ultrasonic irradiation method was applied to the sol/gel synthesis of the single-crystal cubic barium strontium titanate Ba(1-x)Sr(x)TiO(3) (0相似文献   

脉冲激光沉积法制备钛酸锶钡薄膜及其光电性质

用脉冲激光沉积技术制备了钛酸锶钡(Ba0.5Sr0.6TiO3薄膜.用X射线光电子能谱和原子力显微镜分别分析了薄膜的化学组分和表面形貌.在交流信号为50 mV和100 kHz时测量了薄膜的介电系数和介电损耗随外加电场的变化关系,得出最高的介电可调率达到45%.利用单光束纵向Z扫描的方法研究了薄膜的非线性光学性质,得到非线性折射率为5.04×10-6cm2/kW,非线性吸收系数为3.59×10-6m/W,测量所用光源的波长为532 nm,脉宽为55 ps,表明Ba0.5Sr0.5TiO3薄膜有较快的非线性光学响应.     

Effect of strontium substitution on superconductivity in YBa 2 Cu 4 O 8

Superconducting powders with the composition Y(Ba 1 mx Sr x ) 2 Cu 4 O 8 ( x = 0.00-0.50) have been prepared by an aqueous sol-gel method. The effects of strontium substitution on the properties of compounds were studied by resistivity measurements, X-ray powder diffraction, thermogravimetric analysis, electron microscopy and elemental analysis. The data indicate that single-phase Y(Ba 1 mx Sr x ) 2 Cu 4 O 8 superconducting samples were obtained. They also show that doping with strontium has a strong effect on the superconducting properties of the YBa 2 Cu 4 O 8 phase. The critical temperature is enhanced from 78 K (for a non-substituted sample) to 88 K (for Y(Ba 1 mx Sr x ) 2 Cu 4 O 8 ). Elemental analysis data clearly indicate that small amounts of strontium enter the copper sites in the Y(Ba 1 mx Sr x ) 2 Cu 4 O 8 compounds. A point-defect chemistry approach, which explains the enhancement of T c by substituting strontium for barium, is presented.     

The dependence of the conduction band edge of the alkali earth metal bismuthates on their composition

We present a comparative analysis of the conduction band edge of the alkali earth metal bismuthates containing Mg, Ca, Sr, and Ba. The conduction band edges were computed using the method suggested by Butler and Ginley. The calculations reveal that they depend on the bismuthate’s composition and vary over a wide range. We demonstrate that the energy of the conduction band increases in the series Ca?→?Sr?→?Ba. It also increases with an increase of the alkali earth metal content. The performed calculations help to determine the potential alkali earth metal bismuthate photocatalysts. The most promising compositions found in this study include strontium and barium bismuthates in which the number of the alkali earth metal atoms in the cationic sublattice exceeds the number of the bismuth atoms.     

Line emission of SrBe2Si2O7:Eu2+ and BaBe2Si2O7:Eu2+

The compounds SrBe₂Si₂O₇ and BaBe₂Si₂O₇ both have the barylite structure. With 254 nm excitation, the Eu²⁺-activated compounds give UV emission peaking at 360 nm (Sr) and at 375 nm (Ba). Maximum quantum efficiencies of 40% (Sr) and 65% (Ba) were measured. The emission consists of a 5d-4f band emission as well as 4f-4f line emission, in contrast to many other Eu²⁺-activated oxides which generally show only 5d-4f band emission. At 77°K, both compounds show only the 4f-4f line emission peaking at 360 nm. At higher temperatures, 5d-4f band emission shows up at the cost of the line emission. A thermal equilibrium is assumed between the lowest excited 5d and 4f levels. The energy difference between these levels, calculated from the variation in the line-band intensity ratio with temperature, was computed to be 0.15 eV (Sr) and 0.09 eV (Ba). The occurrence of the line emission in the barylites is correlated with the weakness of the crystal field at the Eu²⁺ ions and with the high quenching temperature of the 5d-4f band emission.     

(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉的光谱研究及紫外激发色像图建立

采用高温固相法制备了新型(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉,其中包括3个二元碱土离子配比系列和3个代表性三元碱土离子配比系列(Ba不变而Mg/Sr比连续变化、Mg/Sr比不变而Ba含量连续变化)共计6个系列,并研究其光谱性能(激发谱和发射谱)、紫外(254和365 nm)发光照相记录及CIE值对应色像。借鉴三元相图的建立思路,由这些二元和代表性三元数据推导三元色像图,用于新型荧光粉的系统开发。所制备的荧光粉系列包括:Mg2SiO4-Sr2SiO4,Ba2SiO4-Sr2SiO4,Mg2SiO4-Ba2SiO4,Ba原子比含量为0.2(Mg/Sr原子比连续变化),Ba原子比含量为0.6(Mg/Sr原子比连续变化),Mg/Sr原子比为1/4(Ba原子比含量连续变化系列)。其对应的254 nm激发下光谱性能、发光照相记录、和CIE色像分析表明:Eu离子可以三价和二价形式存在于(Mg1-x-yBaxSry)2SiO4中;二元系列中(Mg1-xBax)2SiO4和(Ba1-ySry)2SiO4基体中随着Ba原子比的增加荧光粉逐渐由红(对应Eu3+5D0→7F1和5D0→7F2电子跃迁窄带发射)变绿(对应Eu2+4fn-15d→4fn电子跃迁发射宽带发射)且前者变化的更快;二元系列中(Mg1-ySry)2SiO4系列为红色荧光粉,且随着Sr含量增加红色发光增大;三元系列中(Bax(Mg0.2Sr0.8)1-x)2SiO4(Mg/Sr=1/4)随着Ba离子量增加荧光粉也逐渐由红变绿,其变化速度介于Mg/Sr比等于0(即Ba2SiO4-Sr2SiO4系列)和Mg/Sr比等于∝(即Ba2SiO4-Mg2SiO4系列);三元系列中(Ba0.2SryMg0.8-y)1.95SiO4为红色荧光粉,而(Ba0.6SryMg0.4-y)2SiO4随着Mg/Sr原子比增加逐渐由红转蓝绿光。365 nm激发下荧光发射的变化规律与254 nm激发下大体一致,但是同一样品在365 nm激发下其绿光波段发射要比254 nm激发要强且其红光波段发射要比254nm激发要弱,故(Mg1-xBax)2SiO4,(Ba1-ySry)2SiO4,(Bax(Mg0.2Sr0.8)1-x)2中对应的由红变绿时Ba含量分别为40at%,60at%,60at%(254 nm激发下60at%,80at%,70at%)且(Ba0.6SryMg0.4-y)2SiO4中由红变绿的Mg/Sr比为1/4(254 nm激发下为2/3)。据此建立Eu掺杂Ba2SiO4-Mg2SiO4-Sr2SiO4紫外激发色像图。借由色像图可知(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉紫外激发下发射光变化规律,即基体组分靠近Ba2SiO4端发射绿色而靠近Mg2SiO4或Sr2SiO4端发射红色,Mg/Sr比越大随着Ba原子的增加荧光粉的由红转绿的速度越快;同一样品在365 nm激发下其绿光波段发射要比254 nm激发要强且其红光波段发射要比254 nm激发要弱,(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉中当Ba>80at%,Mg>90at%(或Sr>80at%)荧光粉可分别用作高效绿色、红色荧光粉;此外,当组分为(Mg0.8Sr0.2)1.95SiO4∶0.05Eu,(Ba0.8Mg0.16Sr0.04)1.95SiO4∶0.05Eu是紫外激发下(254和365 nm)最好的红色和绿色荧光粉。     

ICP-AES快速测定油田水中的钡和锶

建立了一种快速测定油田水中Ba2+、Sr2+含量的新方法,优化了仪器的工作参数.实验结果表明:当Ba2+和Sr2+浓度在1.0-100.0mg/L的范围内,谱线强度I与浓度C之间表现出良好的线性关系,Ba2+、Sr2+的检出限分别为0.10、0.07mg/L,Ba2+的回收率在100.3％-103.0％之间,Sr2+的...     

Zeeman scanning of alkaline-earth absorption line profiles in flames at atmospheric pressure

Absorption line profiles of the resonance lines (¹P₁-¹S₀) of calcium, strontium and barium were measured in laminar, premixed shielded acetylene-air flames at atmospheric pressure by making use of a Zeeman scanning technique. The central wavelenght of the narrow atomic emission line in a low-pressure discharge containing Ca, Sr and Ba, respectively, was changed by less than ±0.2 Å with a variable magnetic field.

Values for the line shift, the asymmetry ratio, collisional half-width and damping parameter “a” were derived from these profiles at a flame temperature of 2275 ±10°K. Effective values for collisional cross sections were calculated.

Values for the line-damping parameter (and effective collisional cross sections) were determined under the same experimental conditions by using a variant of the “curve-of-growth” method. The results derived from the two methods were found to be consistent.

The new experimental results were compared with recent literature data. An attempt was also made to fit our experimental data to the Lindholm-Foley line-broadening theory for a Lennard-Jones type interaction; we have derived values for the constants C₆ and C₁₂ occuring in this potential.     

光折变晶体钛酸钡锶电荷传输参数的测量

报道用两波耦合技术测量光折变晶体钛酸钡锶(Ba_(1-x)Sr_xTiO-3,BST)的电荷传输参数φμτ在激光波长λ=515nm和光功率密度I—1W/cm~2下测得光折变响应时间为0.5sec.考虑到BST晶体吸收系数的光强相关性,修改了光栅形成率的函数变量,得到BST晶体的暗电导σ_a和电荷传输参数φμτ的拟合值分别为1.0×10~(-11)(Ωcm)~(-1)和2.8×10~(-10)cm~2/V.     

激光诱导击穿光谱法铁基合金谱线选择研究

内标法是激光诱导击穿光谱(LIBS)最常用的定量分析方法之一。为了提高定量分析精度，研究了谱线强度比的相对波动特性随分析线和内标线之间激发能级差(ΔE)和波长差(Δλ)变化的规律。在局部热力学平衡条件下，建立了考虑等离子体中某元素电子上能级跃迁到下能级产生原子发射谱线的激发能级差、等离子体温度、配分函数和离子密度等强度影响因素的数学模型，对模型中激发能级差对谱线强度相对波动的影响进行了研究。得到在-2 eV<ΔE<2 eV和等离子体温度范围在3 000～15 000 K条件下，谱线强度随着ΔE和T变化的趋势：随着ΔE变大，谱线强度比呈上升，在ΔE=2 eV，T=3 000 K时谱线强度比最大；并且谱线强度比相对波动对ΔE和T敏感，ΔE趋近于零时相对波动变小，T对谱线强度比相对波动影响变化不大，整体趋势平稳。在T=10 000 K时，ΔE<0相对波动比ΔE>0时小，因此理论上优先选择ΔE<0的谱线对。通过理论分析得出|ΔE|越接近于零，谱线强度比相对波动越小。实验装置中采用工作波长1 064 nm，脉冲能量85 mJ，重复频率1 Hz，脉冲宽度13 ns的Nd∶YAG脉冲激光诱导击穿样品；采用工作波长200～975 nm，光学分辨率优于0.05 nm的Andor公司Mechelle 5000光谱仪，配合Andor New iStar型号ICCD采集光谱；利用激光诱导铁基合金等离子体光谱进行验证。实验中，以Fe为内标元素，Cr和Mn为分析元素。筛选NIST谱线库中跃迁概率在106以上的谱线，并优先选择共振线能级差相近的非共振线进行对比分析。结果表明，选择激发能级相近或波长相近的谱线作为分析谱线的原则有一定的局限性。对于Cr和Fe，|ΔE|在0.14和1.51 eV时得到的谱线强度相对标准偏差(RSD)分别为6.7%和4.6%，其谱线强度比理论值和实际值之差分别为1.14和0.59；|Δλ|在11.7和50.8 nm时得到的RSD分别为6.3%和4.4%，其谱线强度比理论值和实际值之差分别为1.69和0.62。分析表明，相比于波长差，激发能级差对Cr/Mn相对波动影响较大。分析元素Cr/Mn与内标元素Fe波长差绝对值不断增大，RSD反而不断减小；在1.50 eV和90 nm较大约束范围内，|ΔE|大的谱线得到的谱线强度比相对波动相对较小，Cr和Fe的RSD最大相差为2.06%；|Δλ|大的谱线得到的谱线强度比相对波动相对较小，Cr和Fe的RSD最大相差为1.35%。由以上实验结果得出，在实际选择分析谱线时，尽量选择激发能级和波长相近的谱线原则有一定的局限性。|ΔE|或|Δλ|大的谱线得到的RSD较小，选择谱线强度比理论值和实际值最接近的谱线可以作为谱线选择依据。另外，选择谱线强度比理论值和实际值最接近的谱线，可以降低谱线强度比相对波动。