光谱的分析技术的发展趋势及金属材料的分析领域的应用要求 for 百铸网.ppt

汽车材料的多样性需求 汽车上的零部件采用了4000余种不同的材料加工制造 发动机有100多种 变速箱有35种以上 百铸网 百铸网 百铸网 百铸网 光谱分析技术的发展趋势及金属材料分析领域的应用要求 内容概览 第一部分： 光谱分析技术的发展趋势 1.光谱分析仪器发展历史 2.国内外发展现状 3.未来发展趋势 第二部分：金属材料分析领域的应用要求 1.金属材料发展 2.金属材料发展对光谱仪的要求 3.用户对光谱仪的要求 光谱分析技术的发展趋势 第一部分 光谱分析仪器发展历史 ?光谱起源于17世纪，1666年物理学家牛顿第一次进行了光的色散实验。 光 1814年德国光学仪器专家夫琅和费研究太阳光谱中的黑斑的相对位置时．把那些主要黑线绘出光谱图。 谱 ?1859年基尔霍夫和本生为了研究金属的光谱制造世界上第一台实用的光谱仪器，从而奠定了一种新的化学分析方法—光谱分析法的基础，他们被公认为光谱分析法的创始人。 ? 仪器 化学史上特殊地位： 发现自然元素中 1/ 7 光谱分析仪器发展历史 之后的60多年中，罗兰发明了凹面光栅，?波耳的理论在光谱分析中起了作用，其对光谱的激发过程、光谱线强度等提出比较满意的解释。? 1928年以后，光谱仪器激发光源的稳定性得到改进，本身性能大幅提高，光谱分析成了工业领域一种普遍的分析方法。 国内光谱分析仪器发展历史 ?1958 年开始试制光谱仪器，生产了我国第一台石英摄谱仪。 王大珩院士 1971—1972年由北京第二光学仪器厂研究成功国内第一台WZG—200平面光栅光量计，结束了我国不能生产光电直读光谱仪的历史。?? ? 研制比领先国家晚近100年 国内光谱分析仪器应用历史 ?八 十年代以后，改革开放加快了我国分析仪器的研制、应用的发展脚步。我国铸造行业开始引进光电直读光谱仪作为熔炼过程中化学成份控制的分析手段。 ? 国外先进品牌当时状况： 美国Thermo Fisher Scientific公司的ARL2460 德国SPECTRO 公司1982年开始推出SPECTRO LAB系列花火直读光谱仪 德国OBLF公司 1992年推出RS1000系列火花直读光谱仪 应用比领先国家晚近50年 国内外仪器水平差距正在缩小 2000年之后，国外开始出现CCD全谱分析仪器 2008年国内开始有厂家试产基于CCD的全谱分析仪器 2013年，经过5年的不断改进，国内CCD全谱分析仪器已经达到国际先进水平 比领先国家晚近8年 2.光谱分析仪器国内外发展现状 通道式与全谱式并存 CCD 入射狭缝 凹面光栅 罗兰圆 光源 P S C Ni Si Mn Cr Fe Mg Mo Mn Cr V Cu Co Al Ce W Ni Ti 200 300 400 波长 通道式光谱仪测量谱线-蓝色，全谱式光谱仪测量谱线-红色 分析块状金属样品主流光源 普通火焰 本生灯 电弧/火花光源 ICP 样品 电极 激发光源的发展 当今主流激发光源的能力对比 金属、合金、难激发元素定量分析、低含量组分定量分析 很好 4000-10000 （可调） 中 （可调） 数字光源 溶液、难激发元素定量分析 很好 6000-8000 很高 ICP 金属、合金、难激发元素定量分析 好 5000-10000 低 火花 低含量组分定量分析 较好 4000-7000 中 交流电弧 定性分析、难溶样品及矿物分析 较差 4000-7000 高 直流电弧 应用 稳定性 激发温度/K 蒸发能力 光源 以M5000可编程脉冲合成数字光源为例 t1 t5 tn 45 30 28 0 每个电源的输出脉冲可以单独控制，再经过合成得到最终的激发波形 t 激发频率高达1000Hz 通过脉冲合成可实现任意激发波形，获得最佳激发效果 采用开关电源控制技术，光源稳定性好 针对不同元素产生最佳激发波形 火花性放电电流 混合放电电流 电弧性放电电流 适合分析激发电位高的元素 适合分析常规元素 适合分析蒸发温度高及痕量元素 脉冲合成 全数字光源 性能水平 性能水平：JJG 768-2005发射光谱仪国家计量检定规程中的性能要求 市场主流仪器 市场主流产品： ARL4460 SPECTRO LAB10 SPECTRO MAXX M5000 Q4 Q2 FMC DF-100 应用领域： 铸造、机加工、有色金属、等各种金属材料分析、检验领域。 PMT PMT +CCD CCD CCD CCD CCD CCD PMT CCD全谱读光谱仪 主流 3.光谱分析仪器发展趋势 全谱台式光谱仪必将取代大型通道式光谱仪 CCD传感器的发展趋势已形成，不可阻挡； 全谱式光谱分析仪器的优越性以及其引领的市场趋势，不可阻挡； 趋势一旦形成，不会轻易改变！ 仪器小型化、