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HORIBA科學(xué)儀器事業(yè)部

輝光放電的主要工作原理

時間:2021-1-22 閱讀:10511
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  輝光放電發(fā)射光譜儀是一種用于機(jī)械工程領(lǐng)域的分析儀器。主要是檢測鍍層厚度及化學(xué)成分 金屬材料基體化學(xué)成分。那你知道輝光放電的主要原理是什么嗎?
  輝光放電腔室內(nèi)充滿低壓氬氣,當(dāng)施加在放電兩極的電壓達(dá)到一定值,超過激發(fā)氬氣所需的能量即可形成輝光放電,放電氣體離解為正電荷離子和自由電子。在電場的作用下,正電荷離子加速轟擊到(陰極)樣品表面,產(chǎn)生陰極濺射。在放電區(qū)域內(nèi),濺射的元素原子與電子相互碰撞被激化而發(fā)光。
  整個過程是動態(tài)的,氬氣離子持續(xù)轟擊樣品表面并濺射出樣品粒子,樣品粒子持續(xù)進(jìn)入等離子體進(jìn)行激化發(fā)光,不斷有新的層在被濺射,從而獲得鍍層元素含量隨時間的變化曲線。
  輝光放電等離子體有雙重作用,一是剝蝕樣品表面顆粒;二是激發(fā)剝蝕下來的樣品顆粒。在空間和時間上分離剝蝕和激發(fā)對于輝光放電操作非常重要。剝蝕發(fā)生在樣品表面,激發(fā)發(fā)生在等離子體中,這樣的設(shè)計可以很好地抑制基體效應(yīng)。
  氬氣是輝光放電很常用的氣體,價格也相對便宜。氬氣可以激發(fā)除氟元素外所有的元素,如需測試氟元素或是氬元素時需采用氖氣作為激發(fā)氣體。有時也會使用混合氣體,如Ar+He非常適合于分析玻璃,Ar+H2可提高硅元素的檢出,Ar+O2會應(yīng)用到某些特殊的領(lǐng)域。
  光譜儀的主要功能是通過收集和分光檢測來自等離子體的光以實現(xiàn)連續(xù)不斷監(jiān)控樣品成分的變化。光譜儀的探測器必須能夠快速響應(yīng),實時高動態(tài)的觀測所有元素隨深度的變化。輝光放電光譜儀中多色儀是儀器的重要組成部分,是實現(xiàn)高動態(tài)同步深度剖析的保障。而光柵是光譜儀的核心,光柵的好壞決定了光譜儀的性能,如光譜分辨率、靈敏度、光譜儀工作范圍、雜散光抑制等。輝光放電是一種較弱的信號,光通量的大小對儀器的整體性能有至關(guān)重要的影響。

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