基于激光诱导击穿光谱技术定量分析食用明胶中的铬元素

利用激光诱导击穿光谱技术对食用明胶样品中的铬元素进行定量分析.采用Nd:YAG脉冲激光器三倍频输出的355 nm激光诱导击穿食用明胶产生激光等离子体,测量等离子发射光谱.实验数据表明:使用内标法定量分析食用明胶样品中铬元素浓度分别为10—200 ppm(1 ppm=10-6)时,铬元素含量与分析谱线(CrI:245.43 nm)强度之间具有很好的线性关系.分析了光谱探测延迟时间对明胶中铬元素激光诱导击穿光谱的影响,利用信号强度与信噪比获得了优化的光谱探测延迟时间实验参数.     

一套用于研究原子团簇热力学的离子速度成像谱仪

原子团簇的激发温度可由反应产物（出射电子或碎片）的初始平动能这一可观测量间接获得,为了提高原子团簇激发温度的测量精度,设计并搭建了一套具有高动能分辨的离子速度成像谱仪。本谱仪的高动能分辨性能首先借助Simion8.0软件优化静电透镜和分子束限束装置的几何结构来实现,然后通过理论模拟证明本套谱仪具有预期好的动能分辨能力。设备搭建完成后,研究了C₆₀分子束在纳秒激光场中发生的延迟电离过程,获得了C₆₀+离子随延迟时间增加而逐渐变窄的二维时间切片图像。分析表明,激光脉冲产生的多个C₆₀+离子间的库仑耦合作用将会扩展二维切片图像的横向分布,提取库仑耦合作用对C₆₀+离子初始平动能的影响,并通过分析C₆₀+离子间的库仑耦合随延迟时间增加而逐渐变弱的定量依赖关系,证实了本套谱仪具有了设计预期的高动能分辨能力。这一工作为下一步基于离子速度成像技术细致研究分子热力学的相关课题提供技术参考。Excitation temperature of fragmenting atomic clusters can been extracted from the initial kinetic energies of ionic products. To improve the accuracy of the temperature measurements, we have designed an ionic velocity map imaging spectrometer with high kinetic energy resolution. Firstly, based on the simulations using Simion8.0 software, the high resolution is obtained by adjusting the structure of the electrostatic lenses and collimation of molecular beam. According to theoretical analysis, it is proved that the spectrometer has a well defined kinetic energy resolution. Then, we have studied the delay ionization processes of C60 induced by nanosecond laser. A series of narrowed two-dimensional time-sliced velocity images of the C60+ with increasing the delayed time were recorded. Analysis revealed that Coulomb force between C60+ clusters in same laser shots will broadening the transverse distribution of 2D image. Considering the influence of Coulomb force on initial kinetic energy of C60+ clusters, the high resolution has been proved by analysing the negative relationship between Coulomb force and delayed time. It indicates that the establishment of the spectrometer builds up a good basis for next experiments on the studies for molecular thermodynamics in atomic clusters.     

远程激光诱导击穿光谱定量分析铝合金中的微量元素

基于纳秒Nd∶YAG激光器与卡塞格林式望远镜系统建立了一套25m远距离激光诱导击穿光谱测量装置,实现了对金属靶材的远距离测量.在此基础上,利用铝合金标样开展了金属中微量元素远程定量分析,研究了不同距离下铝合金中Pb、Fe、Ni三种元素的定量分析标定曲线与探测极限.实验结果表明,在5m至20m三种测量距离下,Pb、Fe、Ni三种元素定标曲线的相关性系数均高于0.97;尽管激光诱导击穿光谱的光谱信号随测量距离增加快速下降,但是检测限随测量距离增加并无显著改变,均在50ppm以下.     

基于温度迭代校正自吸收效应的激光诱导击穿光谱定量分析方法

激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)是一种理想的实时在线检测合金中微量元素的方法.然而在激光诱导击穿产生的高密度等离子体中,自吸收通常是一种不期望出现的效应,它降低了谱线的真实强度,使谱线强度随目标物质含量增长呈非线性,从而严重影响对目标中元素含量测量的准确性.本文提出了一种基于温度迭代校正自吸收效应的方法,借助等离子体热平衡辐射模型,对等离子体电子温度(T)和辐射粒子数密度乘以吸收路径长度(Nl)这两个参数进行迭代计算和校正,消除自吸收对谱线强度的影响,最终提高定量分析的准确性.对合金钢样品中Mn元素的实验测量结果表明,该方法有效地提高了Boltzmann平面图的线性度及元素含量的测量精度.该方法模型简单,计算效率高,且与Stark展宽系数的可用性和准确性无关,可以直接获得辐射粒子数密度和吸收路径长度参数,因此在提高LIBS定量分析能力的同时,还可以实现对等离子体状态的诊断.     

激光辐照C60分子中光束发散度对产物分布的影响

利用焦距为300 mm和1500 mm的透镜对纳秒激光束进行聚焦,产生了在空间发散度上具有较大差别的两激光束,采用飞行时间质谱计分别测量了两光束诱导C60分子电离和碎裂时的离子产物分布随激光通量的变化特征.实验结果表明,激光束的空间发散度越大,轻碎片离子Cn,+(n<25)的总产额、C60分子的碎裂程度以及延迟电离产额随激光通量的变化趋势就越快,延迟电离成分占总电离成分的百分比就越高.该实验结果可用多光子吸收的内能分布理论给予合理解释.     

纳秒激光诱导C60分子碎裂中轻碎片离子C+n(n＜30)的产生机理研究

采用飞行时间质谱计测量了纳秒激光诱导C₆₀分子碎裂中轻碎片离子C⁺_n(n≤11)的初始平均动能,结果显示轻碎片离子具有相同的初始平均动能(约为0.34eV),并且该动能在一定范围内不随激光通量的变化而明显改变.结合前人的实验结果,对纳秒激光诱导C₆₀分子碎裂中轻碎片离子C⁺_n(n＜30)的主要产生模式作了新的阐述,即C< 关键词： 飞行时间质谱计 轻碎片离子 笼形结构塌陷 初始动能     

双电层电容器电化学阻抗谱的实验研究

电化学阻抗谱(EIS)是一种很有用的研究电化学性能的技术. 理想的双电层电容器(EDLC)阻抗谱的尼奎斯特图由中高频的45°线和低频的与实轴垂直的直线组成, 可以用孔径分布-传输线模型来解释. 然而, 在研究工作中还发现, 在阻抗谱的高频区出现了半圆弧区域, 为此, 提出的等效模型认为半圆弧可以归因于活性材料之间的接触电阻和接触电容, 以及电极与集流体之间的接触电阻与接触电容. 还研究了充电过程、活性炭和电解液的电导率、导电添加剂和粘结剂的含量、隔膜、活性物质附载量和极片加压等因素对阻抗谱的影响. 其中, 充电截止电压、活性炭的电导率、导电添加剂的含量和极片加压对半圆弧部分影响较为显著.     

一维共聚物链的色散关系研究

研究了一维共聚物链的晶格振动，得到了不同均聚物构型的色散关系，并分析了其振动模的结构特点.调整界面耦合，得到了界面模，其频率位于声频与光频或光频之间的带隙中.从晶格振动的角度分析了共聚物的量子阱或超晶格特征. 关键词： 共聚物 界面耦合 晶格振动     

双电层电容器电化学阻抗谱的实验研究(英文)

电化学阻抗谱(EIS)是一种很有用的研究电化学性能的技术.理想的双电层电容器(EDLC)阻抗谱的尼奎斯特图由中高频的45°线和低频的与实轴垂直的直线组成,可以用孔径分布-传输线模型来解释.然而,在研究工作中还发现,在阻抗谱的高频区出现了半圆弧区域,为此,提出的等效模型认为半圆弧可以归因于活性材料之间的接触电阻和接触电容,以及电极与集流体之间的接触电阻与接触电容.还研究了充电过程、活性炭和电解液的电导率、导电添加剂和粘结剂的含量、隔膜、活性物质附载量和极片加压等因素对阻抗谱的影响.其中,充电截止电压、活性炭的电导率、导电添加剂的含量和极片加压对半圆弧部分影响较为显著.     

微米尺度结构最大抗扭强度的在线测试和研究

提出了一种新型的测试结构，对面积为微米量级下键合的最大抗扭强度进行了测试.实验设计一系列的单晶硅悬臂梁结构测试键合面积在微米量级时的最大剪切力，键合面为常用的矩形其边长从6μm到120μm，并根据实际移动距离计算得出的最大剪切力.并实验实际得出最大剪切扭矩和相应的键合面积的曲线，以及最大扭转剪切破坏应力与悬臂梁加载距离的关系，并针对60μm×60μm的矩形键合结构进行了加载和位移的重复性实验测量，两次测量结果符合较好.微电子机械系统(microelectromechanical system, MEMS)器件的设计人员可以根据结论曲线，针对所需的抗扭强度设计相应的键合面积，为MEMS器件工艺的在线定量测试与设计提供参考. 关键词： 阳极键合 硅深刻蚀 键合强度 最大抗扭强度