碱熔-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定地质样品中硫

对于成分复杂含硫量高的土壤以及矿石样品,采用敞口酸溶时,由于样品溶解不完全从而造成硫的测定结果偏低。实验采用3.0g氢氧化钠为熔剂,在750℃马弗炉熔融8min,可以将0.50000g样品熔解完全;使用沸水提取后,加入酒石酸掩蔽碱金属以及二价金属离子,使用盐酸酸化并稀释溶液,最终采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定地质样品中硫。校准曲线的线性相关系数大于0.999,方法检出限为35μg/g。实验方法用于测定土壤、水系沉积物、岩石标准物质中硫,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为1.6%~5.0%;硫的测定值与认定值基本一致,相对误差均不大于4.6%。按照实验方法测定硫含量高的土壤和岩石实际样品,测定结果的RSD(n=12)不大于1.6%。方法可以有效解决硫含量高的难熔样品中硫的测定问题,经过碱熔-酸化处理后的样品溶液通过调节pH值还可以用于氟离子选择性电极测定氟。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定氟化钪中铁

氟化钪是钪生产的主要原料之一,测定氟化钪中铁元素对节约生产资源、保证钪产品品质十分重要。钪作为稀土元素之一,若采用溶解氟化稀土常用的硝酸、高氯酸,则难以溶解完全。实验以硝酸-高氯酸-硫酸(1+1)溶解氟化钪,待测液中硝酸体积分数为10%,采用Fe 238.204 nm为分析谱线,利用两点法进行背景校正,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定氟化钪中铁的方法。钪基体对铁测定的基体效应影响可以忽略,因此不需要钪基体匹配,只需在标准溶液系列中加入与待测液相同浓度的酸进行酸基体匹配绘制校准曲线。校准曲线线性相关系数为0.999;方法检出限为0.001 0%,定量限为0.003 3%。方法用于测定氟化钪样品中铁,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为2.2%;同时采用碱熔-分光光度法测定,结果相一致。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定石灰性土壤中有效磷

石灰性土壤中有效磷的测定通常采用钼锑抗分光光度法,操作复杂、检出限高。采用碳酸氢钠浸提-基体掩蔽结合电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)实现了对大批量土壤样本中有效磷的高效分析。实验中采用pH值为8.5、0.5 mol/L碳酸氢钠溶液为浸提液,按照20∶1的水土比(浸提液体积(mL)与土壤质量(g)之比)于(25±1)℃下振荡提取30 min;用定量滤纸过滤后,分取20.00 mL滤液,加入2 mL 硝酸(1+1)酸化,用250 mg的丁二酸掩蔽碱金属离子,选择P 214.914 nm为分析谱线,采用ICP-AES测定磷。结果表明,磷质量浓度与其发射强度在一定范围内呈良好的线性关系,线性相关系数为0.999 7。方法检出限为0.004 6 mg/kg,定量限为0.015 mg/kg。方法用于测定土壤标准物质(GBW07413a、GBW07414a、GBW07459、GBW07460、GBW07461)中有效磷,测定值与认定值基本相符,测定结果的相对标准偏差(RSD, n=6)为0.87%~2.1%;用于土壤样品中有效磷的测定,测定结果的相对标准偏差(n=6)不大于1.7%,与农业部标准方法(NY/T 1121.7—2014)测得的结果基本一致,无显著性差异。     

电感耦合等离子体质谱法测定铁铬铝合金中14种稀土元素

铁铬铝合金(Fe-Cr-Al)是一种优良的电热合金,冶炼时常加入一定量的稀土元素以提高产品的使用性能。用盐酸(1+1)溶样,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定14种稀土元素的方法。考察了采样深度对质谱强度、氧化物产率和二价离子产率的关系,选择13.5～14.5 mm为适宜的采样深度范围;选择¹³⁹La、¹⁴⁰Ce、¹⁴¹Pr、¹⁴⁶Nb、¹⁴⁷Sm、¹⁵³Eu、¹⁵⁷Gd、¹⁵⁹Tb、¹⁶³Dy、¹⁶⁵Ho、¹⁶⁶Er、¹⁶⁹Tm、¹⁷²Yb、¹⁷⁵Lu为测量同位素避免了质谱干扰,同时采用干扰系数校正法校正了¹⁷OH¹⁴⁰Ce对¹⁵⁷Gd的干扰;通过减少称样量和稀释以及¹⁰³Rh和¹⁸⁵Re双内标校正法消除了仪器漂移或基体效应产生的影响。在优化的条件下进行测定,校准曲线线性相关系数均达到了0.999 9 以上;各待测同位素检出限为0.002~0.083 μg/g,方法定量限为0.01~0.42 μg/g。按照实验方法测定3个铁铬铝合金样品中La、Ce、Pr、Nb、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=10)为0.48%~9.7%,加标回收率为93%~108%。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)进行方法对照试验,结果表明,两种方法对样品中La和Ce测定的结果基本一致。     

半导体制冷器件在国产电感耦合等离子体质谱仪上的应用

半导体制冷雾室是电感耦合等离子体质谱仪上广泛使用的器件,可以提高仪器的分析性能。将自研半导体制冷器件应用于电感耦合等离子体四极杆质谱仪,选取覆盖低、中、高质荷比的⁹Be、⁸⁹Y、¹¹⁵In、¹³⁸Ba、¹⁴⁰Ce和²⁰⁹Bi为研究对象,在雾室温度为0 ~ 20 ℃范围内考察了雾室温度对背景噪声、检出限、信号强度、氧化物产率、双电荷离子产率的影响。结果表明,半导体制冷雾室开启后,随着雾室温度的降低,⁹Be、¹¹⁵In和²⁰⁹Bi处的背景噪声分别下降51%、54%和29%;检出限随着雾室温度的降低呈现不同的趋势,⁹Be检出限随之降低,¹¹⁵In和²⁰⁹Bi检出限呈低水平波动趋势;载气流速偏低时,随着雾室温度降低信号强度呈下降趋势;载气流速偏高时,随着雾室温度降低信号强度随之下降的幅度减小,或者信号强度呈上升趋势;在开启制冷后,进入等离子体的水分减少,¹³⁸Ba和¹⁴⁰Ce的氧化物产率分别下降23%和31%;水分减少引起等离子体温度升高,双电荷离子产率分别上升16%和15%。     

高分辨电感耦合等离子体质谱法测定高纯镍中25种痕量元素

镍基高温合金广泛应用于航空发动机的热端部件,其主要原材料高纯镍的纯度对其性能有着重要影响,因此需要测定和控制高纯镍中痕量元素的含量。通过选择合适的同位素克服质谱干扰,选择标准加入法绘制校准曲线克服基体效应,对辅助气流量进行了优化,在高分辨率模式下测定钙和砷,在中分辨率模式下测定其余元素,建立了高分辨电感耦合等离子体质谱法测定高纯镍中镁、铝、磷、钙、锰、铁、铜、锌、镓、锗、砷、硒、银、镉、铟、锡、锑、碲、金、汞、铊、铅、铋、钍、铀共25种痕量元素的方法。在优化的实验条件下,校准曲线线性相关系数均在0.999以上,各元素的方法检出限在0.003～0.15 μg/L之间,定量限在0.010～0.50 μg/L之间。选择3个高纯镍样品(纯度为99.99%),按实验方法对其中25种痕量元素进行测定,同时对同一高纯镍样品进行不同梯度的加标回收试验,结果表明,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=8)为3.5%~9.7%,回收率为90%～110%。采用实验方法测定纯镍标准物质,测定值与标准值基本一致。按照实验方法对高纯镍样品中25种杂质元素进行测定,同时采用辉光放电质谱法进行方法比对,结果表明,两种分析方法测定结果吻合度较高。     

电感耦合等离子体质谱法测定核级海绵锆中痕量硼

硼的存在会严重影响核级海绵锆的中子平衡和反应堆的正常运转,因此,需要准确测定核级海绵锆中痕量硼。在采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定核级海绵锆中痕量硼时,锆基体干扰比较严重,必须对其进行校正或消除。实验用硝酸和氢氟酸溶解样品,以¹¹B为测定同位素,采用标准加入法克服基体干扰,建立了ICP-MS测定核级海绵锆中痕量硼的方法。结果表明,在优化的实验条件下,硼质量浓度在0.50~10.00 μg/L范围内与其对应的信号强度呈线性关系,相关系数为0.999 5,方法检出限为0.038 μg/g,定量限为0.125 μg/g。按照实验方法测定6个核级海绵锆样品中硼,结果的相对标准偏差(RSD)为2.3%,加标回收率为102%;采用分光光度法进行方法对照试验,两种方法测定结果基本一致。     

激光触发真空开关的微电流研究

从微电流的角度分析激光触发真空开关(laser triggered vacuum switch,LTVS)的触发特性。通过设计微电流测试电路,在开关两端施加一定的电压,施加电压值不能使开关导通,这样可以更好的分析开关导通前,开关内部初始等离子体的发展情况。通过实验发现,在双脉冲激光作用下,平面型LTVS的微电流随着施加电压的增加而增加,连续两次脉冲激光照射平面型LTVS的目标材料,产生更多的初始等离子体。结果表明,双脉冲激光的触发模式,有利于降低开关导通所需的触发能量,微电流的产生是ns级,使得开关可以高速稳定的导通,从而有利于开关整体装置的小型化与实用化设计。     

SF_6放电等离子体分解特性的研究

SF_6放电分解涉及复杂的物理化学过程,电弧能量是其重要的影响因素之一。文中考虑电弧能量对等离子体温度的作用,对Saha(电离)方程和Guldberg-Wagge(解离)方程进行修正,建立SF_6放电分解数学模型,对SF_6气体分解物组分及含量进行计算,得到各粒子组分及含量随温度变化的动态过程;计算了0.6 MPa下等离子体内部各组分粒子数密度;计算了压强0.1~0.6 MPa、温度300~41 300 K条件下等离子体内部电子数密度;搭建了光谱实验平台,实验获得了压强为0.1~0.4 MPa下电子密度等微观参量,对理论计算结果验证。研究结果表明:SF_6气体在电子温度小于1 000 K时开始逐渐分解,不同温度下所发生的化学反应不尽相同;电子数密度理论计算结果与实验测量结果相吻合,验证了该计算方法的可行性与准确性。     

基于纳秒脉冲等离子体气动激励的翼型失速涡控制研究

为了揭示纳秒脉冲等离子体气动激励与附面层耦合作用机制,首先开展了NACA0015翼型的大迎角粘性绕流数值模拟,比较了3种典型湍流模型(S-A模型、standard k-w模型和SST k-w模型)对计算结果的影响,分析得到了翼型的近场旋涡分离流动流场结构特性,并对升力特性进行了频谱分析,得到了翼型非定常流动特征频率。进一步开展了基于脉冲等离子体气动激励的翼型大迎角绕流的频率耦合的风洞实验,实验结果表明:当固定激励电压,纳秒脉冲的激励频率大于或等于流场旋涡脱落频率时,控制效果最好,可在来流速度为100 m/s、攻角为22°时,可将翼型的升力系数增大18.1%,阻力系数减小22.5%。研究结论有助于揭示纳秒脉冲等离子体气动激励进行涡控制的作用机理,从而提高纳秒脉冲等离子体气动激励涡控制的能力。