辉光放电光谱仪

辉光放电光谱技术是一种分析技术，其能够直接对固体样品进行分析。材料的基板分析为其Z早的应用领域。这些年以来，辉光深度剖面分析技术在材料表面分析领域得到了广泛地应用，人们对此技术也越来越看重。辉光放电光谱仪相比于俄歇(AES)、二次离子质谱(SIMS)等其他的表面分析仪器，尽管原子水平的表层分析不能进行，然而其在表层和深度部面分析方面具有非常显著的优势，其又较为便宜的价格，能够非常迅速地分析和十分方便地定量。在国外的工厂、实验室及研究ZX得到了非常广泛的应用。新材料的研究开发和产品的质量控制为该技术的主要用途。

基本工作原理

辉光放电光谱仪属于发射光谱分析仪器，和其它发射光谱仪大笔，它的基本工作原理大致相同，就是对一种光源加以利用使被测样品元素处于受激状态,样品元素外层电子由高能态向着低能态返回时，特征光谱被发射出。通过素发射出的特征光谱将样品中含有的元素分析出来。

辉光放电灯作为辉光放电仪的光源，有二个电极在一个RF辉光放电光源内，直径为4mm管状铜电极为其中一个，是阳极，阳极接地。而样品作为阴极，使得一个RF电位维持着，此为通过高频(RF)电源感应产生的电位。将低压氩气充入辉光放电灯内，有少量氩离子在灯内自发产生，在RF电位作用下，从阳极-阴极间隙穿过，使得高速震荡产生，被加速了的氩离子和氩原子发生碰撞,使得更多的氩离子和电子产生，使得等离子体形成，也就是所谓的辉光放电,等离子体中的高速氩离子到达样品(阴极)表面,使样品表面的物质被均匀地溅射出来,往辉光放电等离子体中扩散扩散，在其中解离-原子化,从而被激发，使得样品组份的特征光谱发射出来。

利用光学系统聚焦、分光来自样品的光，到达高动态范围检测器HDD,高动态范围检测器HDD接收了光信号，光信号被转换成电信号,利用电子控制系统送到计算机加以处理。计算机安装专用软件,比较软件中预置的标准曲线与各种元素的光强信号，从而将各元素的浓度

辉光放电光谱技术是一种分析技术，其能够直接对固体样品进行分析。材料的基板分析为其Z早的应用领域。这些年以来，辉光深度剖面分析技术在材料表面分析领域得到了广泛地应用，人们对此技术也越来越看重。辉光放电光谱仪相比于俄歇(AES)、二次离子质谱(SIMS)等其他的表面分析仪器，尽管原子水平的表层分析不能进行，然而其在表层和深度部面分析方面具有非常显著的优势，其又较为便宜的价格，能够非常迅速地分析和十分方便地定量。在国外的工厂、实验室及研究ZX得到了非常广泛的应用。新材料的研究开发和产品的质量控制为该技术的主要用途。

基本组成

仪器主体和配套设施共同构成了辉光放电光谱仪。其中，辉光放电光源、光学系统、信号接收器及电子控制系统、计算机软件系统为构成主体仪器的四个主要部分。标准样品、再校准标样、表面形貌仪、氩气气源、氮气气源、样品冷却系统、压缩空气等为配套设施。辉光放电灯连接(P1、P2)一对真空泵系统，两个真空泵有不一样的真空度。P2的真空度要远远超过P1的真空度，真空系统迅速抽走被溅射的原子，从而使样品中元素成分与接收到的光谱强度始终保持同步得到保证。

透镜、狭缝、反光镜、光栅多色仪和单色仪等是仪器的光学系统的主要组成部分。多色仪的每一通道仅对某一元素的某一波长的光进行接收。可以根据用户要求配置通道数，越多的通道数，就能够同时将更多的元素检测出来。一个可转动的衍射光栅内置于单色仪中。全谱扫描未知样品为其主要的用途，用来定性分析或者半定量分析,其也能够结合多色仪被作为多色仪的一个通道来使用,此时，能够按照用户的要求将其设定为某一元素的某一波长，使得N+1功能实现，从而对多色仪的不足加以弥补。

多色仪和单色仪内每一通道有一个接收器,光电倍增管和电子控制系统共同组成了接收器，对光信号进行接收，放大光信号后送到电子控制系统进行系统集成并与计算机通讯是其作用。

软件部分是Z重要的人机界面,辉光放电光谱

表面技术随着工业技术的发展已经在工业生产的各个领域得到了非常广泛的应用。从客观上而言，相应的表面检测手段也需越来越高的要求，尤其是多层工艺为表面加工过程所采用或者在深度方向成分有浓度梯度存在时，就好对检测工作有比较大的麻烦。在生产实践中，许多企业仅可以按照经验估计或者理论计算来控制生产。如果要对生产或科研有较好的理论指导,就必须逐层分析表面。辉光放电光谱仪就可以将这一问题比较wan美地进行解决。

特点

狭窄的谱线宽度

在辉光放电光源内的等离子体中，氩气具有较低的温度，并且光源内保持一定的低压,使得洛仑兹效应与多普勒效应减小了。使得和其他光谱仪相比，其拥有更加狭窄的谱线宽度，也就拥有更少的狭窄谱线间叠加干扰现象。

较小的自吸收效应

在輝光放电光谱中，样品激发时的等离子体厚度由于光源的设计变薄，也就产生较小的自吸收效，所以可以获得的校准曲线的线性范围较宽。

较小的基体效应

在辉光放电光源中，样品表面原子首先被溅射出来进而被激发的。对于组成和结构均有所差异的样品，尽管溅射率不一样，然而对元素的激发过程所产生的效应不是太明显。所以能够通过对各标准样品或纯物质的溅射率进行计算，校正 测得的强度，能够在同一条校准曲线上制作组成和结构有所差异的样品中的同一元素。定量深度剖面分析的理论依据也是如此。

低能级激发

样品表面的原子遭受高能氩离子的轰击以后被溅射出来往等离子体进入，主要受到电子碰撞而被激发。因为电子电子所带的能量较小，使原子处于低能级的激发所产生的谱线通常为简单的原子谱线,，所以谱线间具有比较小的干扰。

辉光放电光谱技术是一种分析技术，其能够直接对固体样品进行分析。材料的基板分析为其Z早的应用领域。这些年以来，辉光深度剖面分析技术在材料表面分析领域得到了广泛地应用，人们对此技术也越来越看重。辉光放电光谱仪相比于俄歇(AES)、二次离子质谱(SIMS)等其他的表面分析仪器，尽管原子水平的表层分析不能进行，然而其在表层和深度部面分析方面具有非常显著的优势，其又较为便宜的价格，能够非常迅速地分析和十分方便地定量。在国外的工厂、实验室及研究ZX得到了非常广泛的应用。新材料的研究开发和产品的质量控制为该技术的主要用途。

操作规程

辉光放电光谱仪通常要求长期开机从而使机器的稳定性得以保持。为了使系统中的氧气和水的含量足够低得到确保，光路系统(多色仪和单色仪)需要一直通过一定流量的高纯氮气进行充洗。

氩气作为辉光放电光谱仪的工作气体，在工作开始时，必须首先将氩气打开，再讲压缩空气(或氮气)打开将动力提供给气缸等活动部件。

安装样品,若表面不够平整或样品安装不当造成漏气,将仪器样品仓门关闭以后，会自动弹出样品，需要对样品进行重新处理或者更换。

将QUANTUM软件打开，方法选择合适，所需的大部分参数包含于方法中，所以检测数据准确的关键之处是选择正确的方法。

对测定参数设定，要视样品来设定某些参数，在基体分析时可以对测定次数,预扫时间等进行设定。在镀层分析时能够对图形分辨率（也就是每秒记录次数）进行设定。

点击分析，仪器即开始分析样品。

表面技术随着工业技术的发展已经在工业生产的各个领域得到了非常广泛的应用。从客观上而言，相应的表面检测手段也需越来越高的要求，尤其是多层工艺为表面加工过程所采用或者在深度方向成分有浓度梯度存在时，就好对检测工作有比较大的麻烦。在生产实践中，许多企业仅可以按照经验估计或者理论计算来控制生产。如果要对生产或科研有较好的理论指导,就必须逐层分析表面。辉光放电光谱仪就可以将这一问题比较wan美地进行解决。

应用前景

辉光放电光谱仪才刚刚开始，因为其有较快的检测速度，较广的测量范围，较低的检出限以及较高的测量精度等特点。在钢铁冶金、金属材料加工等领域，辉光放电光谱仪的这些优势将会发挥非常重要的作用。尤其是其在表面处理领域所发挥的作用。

对辉光放电光谱仪进行使用，除了能够定性分析镀层成分和进行一些常规的镀层厚度检测，而且还能够通过检测结果将不同镀层间的结合情况,元素的渗透情况以及一些微量元素的分布情况看出来。

表面处理一直是一个传统的技术领域,然而这些年以来，工业应用得到了比较快的发展，产业领域也得到了非常宽的覆盖，包含物理沉积，化学沉积以及真空镀膜等。我国作为第三世界发展ZG家,这20年来我国的经济发展非常迅速，相比于其他发展ZG家，已经远远超过。在经济化的进程中,ZG会占据世界Z大的加工基地的地位。打火机、眼镜、锁具、五金等多个国字号的生产基地已经在温州形成，发展轻工产业被温州市政府当作发展城市的重要战略。而表面处理技术的进步决定了这些轻工产业的产品档次。引入辉光放电光谱仪必定可以推动这些行业的技术的进步。总而言之，一个开放的应用平台为辉光放电光谱仪所提供。在基体材料的成分分析和表面检测两大领域内的开发空间非常的广阔，为表面处理行业、金属材料加工行业的工艺研究提供了有力的手段。

表面技术随着工业技术的发展已经在工业生产的各个领域得到了非常广泛的应用。从客观上而言，相应的表面检测手段也需越来越高的要求，尤其是多层工艺为表面加工过程所采用或者在深度方向成分有浓度梯度存在时，就好对检测工作有比较大的麻烦。在生产实践中，许多企业仅可以按照经验估计或者理论计算来控制生产。如果要对生产或科研有较好的理论指导,就必须逐层分析表面。辉光放电光谱仪就可以将这一问题比较wan美地进行解决。

辉光放电技术应用

因为较小的自吸收效应，狭窄的谱线宽度，较少的谱线干扰，低能级激发以及较小的基体效应为辉光放电光谱技术所具备，所以辉光放电光谱技术除了能够在基板分析方面被应用，而且在深度剖面分析上的应用更加的受到重视。

作为基板分析的仪器，辉光放电光谱仪能够在钢铁生产的许多领域得到应用。

1、对于形状有所差异的钢铁成品,具有直径约15mm的平面为通常的分析要求。铜粉镶嵌或特殊的样品夹具可以被特殊形状的钢铁样品采用来使其对分析要求满足。除此以外，因为辉光放电光源具有比较低的能量，可以对如用于易拉罐生产的超薄钢板的薄到0.1mm的钢铁成品进行分析。

2、在钢铁镀层产品生产过程中,辉光放电光谱仪能够对镀锌板、镀锡板生产所需的锌、铝、镍、锡等有色金属进行快速地分析。

3、压片混合的粉末样品与铜粉，对炼铁的主要原料矿石机械能快速的分析。

4、在炼钢过程中，对所冶炼的不同钢种进行快速分析。特别是可以准确测定中高合金钢中的高含量元素，相对标准偏差比1%要低。

辉光放电光谱仪对于表面涂镀层或薄层厚度从0.05~100m的钢铁样品来说是比较理想的快速分析仪器。分析的结果定量，Z多能够同时检测32个元素，分析时间为1-20min之间，1-5微米/分钟的溅射率。表面或界面的沾污情况，镀层间的界面信息，镀层的厚度和重量，微量和痕量元素随深度变化的定量结果基板中的元素含量以及镀层中主量等需要的结果均能够通过计算机的计算获得