【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 二極管陣列檢測(cè)器 、 半導(dǎo)體檢測(cè)器； （ 2） 熱檢測(cè)器 主要有： 真空熱電偶檢測(cè)器：紅外光譜儀中常用的一種； 熱釋電檢測(cè)器： 5. 信號(hào) 、 與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 現(xiàn)代分析儀器多配有計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)采集 、 信號(hào)處理 、數(shù)據(jù)分析 、 結(jié)果打印 ， 工作站軟件系統(tǒng)； 第四節(jié) 原子發(fā)射光譜分析基本原理 一、概述 原子發(fā)射光譜分析法 （ emission spectroscopy ， AES） ：元素在受到熱或電激發(fā)時(shí) ， 由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài) ， 返回到基態(tài)時(shí) ， 發(fā)射出特征光譜 ， 依據(jù)特征光譜進(jìn)行定性 、 定量的分析方法 。 二、原子發(fā)射光譜分析法的特點(diǎn) : (1)可多元素同時(shí)檢測(cè) 各元素同時(shí)發(fā)射各自的特征光譜； (2)分析速度快 試樣不需處理，同時(shí)對(duì)幾十種元素進(jìn)行定量分析 (光電直讀儀 )； (3)選擇性高 各元素具有不同的特征光譜； (4)檢出限較低 10～ ?g?g1(一般光源 )； ng?g1(ICP） (5)準(zhǔn)確度較高 5%～ 10% (一般光源）； 1% (ICP) ； (6)ICPAES性能優(yōu)越 線性范圍 4～ 6數(shù)量級(jí) ， 可測(cè)高、中、低不同含量試樣； 缺點(diǎn) ：非金屬元素不能檢測(cè)或靈敏度低。 三、譜線強(qiáng)度 原子由某一激發(fā)態(tài) i 向低能級(jí) j 躍遷 ， 所發(fā)射的譜線強(qiáng)度與激發(fā)態(tài)原子數(shù)成正比 。 在熱力學(xué)平衡時(shí) ， 單位體積的基態(tài)原子數(shù) N0與激發(fā)態(tài)原子數(shù) Ni的之間的分布遵守玻耳茲曼分布定律： kTE ieNggN ???? 00iigi 、 g0為激發(fā)態(tài)與基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重； Ei ：為激發(fā)能； k為玻耳茲曼常數(shù)； T為激發(fā)溫度； 發(fā)射譜線強(qiáng)度 ： Iij = Ni Aijh?ij h為 Plank常數(shù)； Aij兩個(gè)能級(jí)間的躍遷幾率； ?ij發(fā)射譜線的頻率 。 將 Ni代入上式 ， 得： 譜線強(qiáng)度 影響譜線強(qiáng)度的因素 ： （ 1）激發(fā)能越小，譜線強(qiáng)度越強(qiáng)； （ 2）溫度升高，譜線強(qiáng)度增大，但易電離。 kTEijieNhAggI ???????0ij0iij ?四、譜線的自吸與自蝕 等離子體 ：以氣態(tài)形式存在的包含分子 、 離子 、 電子等粒子的整體電中性集合體 。 等離子體內(nèi)溫度和原子濃度的分布不均勻 ， 中間的溫度 、 激發(fā)態(tài)原子濃度高 ， 邊緣反之 。 自吸 ：中心發(fā)射的輻射被邊緣的同種基態(tài)原子吸收 ， 使輻射強(qiáng)度降低的現(xiàn)象 。 元素濃度低時(shí) ， 不出現(xiàn)自吸 。 隨濃度增加 ， 自吸越嚴(yán)重 ， 當(dāng)達(dá)到一定值時(shí) ， 譜線中心完全吸收 ， 如同出現(xiàn)兩條線 ， 這種現(xiàn)象稱(chēng)為 自蝕 。 譜線表 ， r： 自吸； R： 自蝕； 第五節(jié) 原子發(fā)射光譜分析裝置與儀器 一、 儀器類(lèi)型與流程 原子發(fā)射光譜分析儀器的類(lèi)型有多種，如：火焰發(fā)射光譜、微波等離子體光譜儀、感耦等離子體光譜儀、光電光譜儀、攝譜儀等； 原子發(fā)射光譜儀通常由三部分構(gòu)成： 光源、分光、檢測(cè)； 二、火焰光度計(jì) 利用火焰作為激發(fā)光源，儀器裝置簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高。該儀器通常采用濾光片、光電池檢測(cè)器等元件，價(jià)格低廉，又稱(chēng)火焰光度計(jì)。 常用于堿金屬、鈣等譜線簡(jiǎn)單的幾種元素的測(cè)定，在硅酸鹽、血漿等樣品的分析中應(yīng)用較多。對(duì)鈉、鉀測(cè)定困難，儀器的選擇性差。 三、光譜儀 (攝譜儀 ) 將原子發(fā)射出的輻射分光后觀察其光譜的儀器。 按接受光譜方式分：看譜法、攝譜法、光電法； 按儀器分光系統(tǒng)分：棱鏡攝譜儀、光柵攝譜儀； 光柵攝譜儀比棱鏡攝譜儀有更大的分辨率。 攝譜儀在鋼鐵工業(yè)應(yīng)用廣泛。 性能指標(biāo)：色散率、分辨率、集光能力。 1. 攝譜儀光路圖 2. 攝譜儀的觀察裝置 （ 1）光譜投影儀 （映譜儀），光譜定性分析時(shí)將光譜圖放大，放大20倍。 （ 2）測(cè)微光度計(jì) （黑度計(jì)）；定量分析時(shí)，測(cè)定接受到的光譜線強(qiáng)度；光線越強(qiáng)，感光板上譜線越黑。 S=lg(1/T)=lg(I0/I) 四、電弧和電火花發(fā)射光譜儀 光源的作用：為試樣的氣化原子化和激發(fā)提供能源； 1. 直流電弧 直流電作為激發(fā)能源，電壓 150 ～ 380V， 電流 5～ 30A； 兩支石墨電極，試樣放置在一支電極 (下電極 )的凹槽內(nèi)； 使分析間隙的兩電極接觸或用導(dǎo)體接觸兩電極，通電，電 極尖端被燒熱，點(diǎn)燃電弧，再使電極相距 4 ～ 6mm； 發(fā)射光譜的產(chǎn)生 電弧點(diǎn)燃后，熱電子流高速通過(guò)分析間隔沖擊陽(yáng)極，產(chǎn)生高熱，試樣蒸發(fā)并原子化，電子與原子碰撞電離出正離子沖向陰極。電子、原子、離子間的相互碰撞，使原子躍遷到激發(fā)態(tài)，返回基態(tài)時(shí)發(fā)射出該原子的光譜。 弧焰溫度 ： 4000～ 7000 K 可使約 70多種元素激發(fā)； 特點(diǎn) ：絕對(duì)靈敏度高，背景小，適合定性分析； 缺點(diǎn) ： 弧光不穩(wěn)，再現(xiàn)性差； 不適合定量分析。 2. 低壓交流電弧 工作電壓： 110～ 220 V。 采用高頻引燃裝置點(diǎn)燃電弧，在每一交流半周時(shí)引燃一次，保持電弧不滅； 工作原理 （ 1）接通電源，由變壓器 B1升壓至 ～ 3kV，電容器 C1充電；達(dá)到一定值時(shí)，放電盤(pán) G1擊穿； G1C1L1構(gòu)成振蕩回路，產(chǎn)生高頻振蕩； （ 2）振蕩電壓經(jīng) B2的次級(jí)線圈升壓到 10kV，通過(guò)電容器C2將電極間隙 G的空氣擊穿，產(chǎn)生高頻振蕩放電； （ 3）當(dāng) G被擊穿時(shí)，電源的低壓部分沿著已造成的電離氣體通道，通過(guò) G進(jìn)行電弧放電； （ 4）在放電的短暫瞬間，電壓降低直至電弧熄滅，在下半周高頻再次點(diǎn)燃，重復(fù)進(jìn)行 ； 特點(diǎn)： （