气体流量与射频功率对电感耦合等离子体温度分布的影响

针对以电感耦合等离子体（ICP）为激发光源的分析仪器，研究ICP的温度空间分布对样品电离和激发具有重要意义。本研究建立了ICP的二维轴对称模型，利用有限元方法解算磁流体力学方程组，得到ICP的最高温度和温度空间分布，并研究了气体（辅助气、冷却气）流量和射频功率对ICP的最高温度和温度空间分布的影响。结果表明，辅助气、冷却气的流量及射频功率几乎不会改变ICP的最高温度（约10 000 K），但会改变ICP的温度空间分布；辅助气流量的增大有助于ICP中心通道的形成，样品通过中心通道，有利于样品的原子化和电离；对于矩管直径为20 mm的ICP，未通入样品时，运行时的射频功率在理论上不能超过1 600 W，而实际上空载功率可能更低。