戴宇佳 李明亮 宋超 高勋‡ 郝作强 林景全

1) (长春理工大学理学院, 长春 130022)

2) (长春理工大学化学与环境工程学院, 长春 130022)

3) (山东师范大学物理与电子科学学院, 济南 250358)

(2021 年4 月25 日收到; 2021 年6 月18 日收到修改稿)

1 引 言

铝合金是世界上使用量第二大的金属材料, 仅次于钢. 由于其强度高、密度低、塑性好, 广泛应用于建筑、航空、交通、电子等诸多领域[1]. 铝合金中元素的含量将直接影响铝合金的组织和性能, 其中Fe 元素含量对铝合金的强度、塑性和应力腐蚀性有重要影响[2]. 在铝合金铸造过程中, Fe 元素质量分数小于0.6%时, 会造成不易成型而脱模现象,当Fe 元素质量分数大于1.2%时, 会降低铸件品质并缩短铝合金的使用寿命, 因此对铝合金中Fe 元素的定量分析是铝合金铸造过程中的重要环节之一.

传统的铝合金成分检测技术主要有电感耦合等离子体原子发射光谱法、火花源原子发射光谱法和X 射线荧光法[3-5], 这些方法都需要对样品进行预处理, 无法进行铝合金原位快速检测. 激光诱导击穿光谱技术(laser induced breakdown spectroscopy, LIBS)是一种多元素同时分析的化学计量方法, 由于具有无需样品制备、原位和在线分析能力,目前LIBS 已广泛适用于土壤重金属污染检测[6]、大气污染成分检测[7]、爆炸物成分检测[8]、生物癌症诊断[9]、金属冶炼过程检测等领域[10], 已成为化学计量分析领域的“Super Star”.

LIBS 用于金属成分检测过程中, 涉及包括高功率激光与物质相互作用、激光等离子体膨胀、等离子体与环境空气作用等复杂的物理过程……