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石墨爐原子吸收光譜分析儀器技術(shù)的現(xiàn)狀
下面是小編整理推薦的物理學(xué)畢業(yè)論文，石墨爐原子吸收光譜分析儀器技術(shù)的現(xiàn)狀，歡迎大家閱讀!
摘 要：石墨爐原子吸收光譜分析儀器用于對(duì)礦石的分析中，可以分析出60多種元素，是認(rèn)為在采礦時(shí)的最佳分析儀器。在本文中，筆者就石墨爐原子吸收光譜分析儀器得現(xiàn)狀與發(fā)展進(jìn)行研究，其中就包括對(duì)石墨爐原子化器的發(fā)展和非熱方式原子化器的發(fā)展的了解，在此基礎(chǔ)上，有自己對(duì)于石墨爐原子吸收光譜分析儀器發(fā)展的概念。
關(guān)鍵詞：石墨爐;原子化器 ;分析儀器
引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們用于礦石分析的儀器越來(lái)越先進(jìn)，而石墨爐原子吸收光譜分析儀器已經(jīng)成為了最首要的選擇。世界上第一臺(tái)石墨爐原子吸收光譜分析儀器是由美國(guó)PE公司在1970年推出的，在1959年由B.利沃夫提出石墨爐原子吸收光譜分析法，就是這部?jī)x器的理論基礎(chǔ)。石墨爐原子吸收光譜分析儀器可以測(cè)定出礦石中的60多種元素，具有較高的靈敏度，而且制造儀器的費(fèi)用低，儀器構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。就是這些優(yōu)勢(shì)使石墨爐原子吸收光譜分析儀器在越來(lái)越多的領(lǐng)域中發(fā)揮了作用，其中就包括冶金、地質(zhì)、環(huán)境以及半導(dǎo)體材料分析，而且在對(duì)超痕分析中有重要作用。
1 石墨爐原子化器的發(fā)展
1.1 對(duì)石墨爐進(jìn)行橫向加熱
B.利沃夫所提出石墨爐原子吸收光譜分析法，就是巖石在恒溫條件下產(chǎn)生原子化或者是樣品進(jìn)行完全原子化。而為了將石墨爐原子化器推向市場(chǎng)，馬斯曼提出了在爐中放置平臺(tái)，即對(duì)石墨爐進(jìn)行橫向加熱，使分析物體能夠在恒溫條件下實(shí)現(xiàn)原子化，而這一構(gòu)想得到了B.利沃夫的支持。馬斯曼的構(gòu)想使石墨爐原子化器的發(fā)展上升了一個(gè)空間。對(duì)石墨爐進(jìn)行橫向加熱就是對(duì)分析物體與石墨管垂直的方向進(jìn)行加熱，讓電流流向與石墨管方向相垂直。對(duì)橫向加熱石墨爐這個(gè)課題研究成功的有瑞典Frech 教授和荷蘭de Galan 教授。世界上第一臺(tái)石墨爐原子吸收光譜分析儀器就是在這兩位教授的研究成果上研發(fā)出來(lái)的。
1.2 對(duì)石墨爐進(jìn)行縱向加熱
縱向加熱是相對(duì)于橫向加熱而言的，縱向加熱之所以不被大眾所接受，沒(méi)有成為社會(huì)普遍產(chǎn)品，是因?yàn)榭v向加熱石墨爐必須在升溫的條件下才能進(jìn)行原子化，而且還會(huì)有嚴(yán)重的溫度梯度。
2 非熱方式原子化器
非熱方式原子化器就是不需要加熱就可以使被加熱物品進(jìn)行原子化。非熱方式原子化器相對(duì)于石墨爐而言，它不受溫度的影響，所以也就受化學(xué)干擾比較少�，F(xiàn)在社會(huì)上運(yùn)用較多的是陰極濺射法，這種方法最早是由Walsh在1960年提出來(lái)的，但是由于當(dāng)時(shí)的科技水平較低，所以陰極濺射法并沒(méi)有被應(yīng)用于實(shí)踐中，這種情況一直持續(xù)到1987年，美國(guó)某公司應(yīng)用陰極濺射法研發(fā)出了世界上第一臺(tái)非熱方式原子化器，稱(chēng)為原子源。
而應(yīng)用陰極濺射法所研發(fā)出來(lái)的原子化器普遍被世人所熟悉的時(shí)候是在1997年的上海BCEIA會(huì)議上，在這個(gè)會(huì)議上，利曼徠伯斯將陰極濺射原子化器A30型AAS儀器展示出來(lái)了，這種型號(hào)的原子化器可以在最短的時(shí)間內(nèi)分析出30個(gè)元素。而且這種儀器有著很多的優(yōu)點(diǎn)。
(1)這儀器可以不需要加溫就將物品原子化，而且受化學(xué)干擾比較少，讓物品原子化過(guò)程更加方便。
(2)這儀器在對(duì)物品進(jìn)行原子化時(shí)，可以長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)原子化，讓儀器可以分析出更多的元素。
(3)儀器進(jìn)行線性分析的范圍比較寬。
(4)AAS儀器可以對(duì)巖層進(jìn)行表面逐層分析。這樣的分析方法不僅可以分析出材料中所含的所有雜質(zhì)元素，還可以分析出基體金屬元素。
3 原子吸收光譜分析法
自石墨爐原子吸收光譜分析(GFAAS)儀器問(wèn)世后，眾多科學(xué)家都將精力用在研究多元素同時(shí)測(cè)定原子吸收光譜分析法。直到現(xiàn)在，研究者已經(jīng)可以同時(shí)應(yīng)用7種元素對(duì)GFAAS法進(jìn)行測(cè)定，其中就包括中階梯光柵單色器( 高分辨系統(tǒng)) 傅立葉變換光學(xué)系統(tǒng)， LPD 、CCD 等光電器件、銳線光源( HCL) ，半導(dǎo)體激光器等光源， 連續(xù)光源( 氙弧燈等) ，光柵單色器， 以及光電倍增管( PMT ) 。但是這種多元素同時(shí)對(duì)固體樣本進(jìn)行分析時(shí)，會(huì)出現(xiàn)技術(shù)障礙。
主要有三點(diǎn)，一是每一種元素進(jìn)行原子化需要的溫度不同，如果是用單一元素對(duì)固體樣本進(jìn)行分析的話，可以得到比較好的分析結(jié)果，而多元素同時(shí)對(duì)固體樣本進(jìn)行加熱時(shí)，只能是用平均溫度對(duì)樣本元素進(jìn)行加熱，這樣的方式無(wú)法讓人們得到最好的分析結(jié)果。二是在對(duì)樣品元素進(jìn)行原子化時(shí)，主要是應(yīng)用連續(xù)光源氙燈，這種光線的波長(zhǎng)雖然覆蓋面積廣，但是卻是在紫外線范圍內(nèi)。紫外線能量不足，使GFAAS法無(wú)法對(duì)所有的元素進(jìn)行集中分析，但是這個(gè)問(wèn)題隨著人們科技的發(fā)展，人們已經(jīng)可以開(kāi)發(fā)出半導(dǎo)體二極管激光器，這種激光器短小而精湛，用最小的消耗可以得到最好的結(jié)果。而且它還可以實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)對(duì)樣品元素進(jìn)行分析。但是在應(yīng)用于GFAAS法時(shí)，工作波長(zhǎng)卻在600nm以上。這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)得到了突破，就是現(xiàn)在人們研究的藍(lán)光半導(dǎo)體激光器。
4 石墨爐原子吸收光譜分析儀器技術(shù)的發(fā)展
近幾年來(lái)，我們通過(guò)對(duì)石墨爐原子吸收光譜分析法的研究，發(fā)現(xiàn)在樣品進(jìn)行原子化的過(guò)程中，自由狀態(tài)原子和輻射光源的特征波長(zhǎng)光束之間可以相互作用，其中包括光源特征譜線和樣品分析元素原子吸收譜線輪廓相同部分之間的相互作用，還有在儀器內(nèi)空間里分布的光源輻射光束強(qiáng)度和樣品分析元素原子蒸發(fā)濃度之間的相互作用。第一種相互作用時(shí)大家所熟知的，但是第二種卻是很多人不知道的，科學(xué)家已經(jīng)研究出第二種作用是由工作曲線的高濃度彎曲所引起的。
要解決這個(gè)問(wèn)題就需要對(duì)時(shí)間和空間上的原子核分子光譜信息進(jìn)行分辨研究，在這里人們已經(jīng)研究出Al原子是由先兆產(chǎn)物Al2O3和Al4C3合成的。而且人們還可以對(duì)石墨爐中的時(shí)間空間內(nèi)的分辨信號(hào)的測(cè)量和瞬變過(guò)程圖象進(jìn)行觀察和研究，這樣可以加快對(duì)石墨爐原子吸收光譜分析法的研究和發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]倪哲明，高英奇.石墨爐原子吸收光譜分析的最新進(jìn)展[J].現(xiàn)代科學(xué)器，2011(22).
[2]陳江韓，何志榮，何華規(guī).石墨爐原子吸收光譜分析儀器技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器，2011.
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