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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礦石的分析中，可以分析出60多種元素，是認(rèn)為在采礦時的最佳分析儀器。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)展進行研究，其中就包括對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越先進，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。世界上第一臺石墨爐原子吸收光譜分析儀器是由美國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，就是這部儀器的理論基礎(chǔ)。石墨爐原子吸收光譜分析儀器可以測定出礦石中的60多種元素，具有較高的靈敏度，而且制造儀器的費用低，儀器構(gòu)造比較簡單。就是這些優(yōu)勢使石墨爐原子吸收光譜分析儀器在越來越多的領(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 對石墨爐進行橫向加熱
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行完全原子化。而為了將石墨爐原子化器推向市場，馬斯曼提出了在爐中放置平臺，即對石墨爐進行橫向加熱，使分析物體能夠在恒溫條件下實現(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)展上升了一個空間。對石墨爐進行橫向加熱就是對分析物體與石墨管垂直的方向進行加熱，讓電流流向與石墨管方向相垂直。對橫向加熱石墨爐這個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)出來的。
1.2 對石墨爐進行縱向加熱
縱向加熱是相對于橫向加熱而言的，縱向加熱之所以不被大眾所接受，沒有成為社會普遍產(chǎn)品，是因為縱向加熱石墨爐必須在升溫的條件下才能進行原子化，而且還會有嚴(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行原子化。非熱方式原子化器相對于石墨爐而言，它不受溫度的影響，所以也就受化學(xué)干擾比較少。現(xiàn)在社會上運用較多的是陰極濺射法，這種方法最早是由Walsh在1960年提出來的，但是由于當(dāng)時的科技水平較低，所以陰極濺射法并沒有被應(yīng)用于實踐中，這種情況一直持續(xù)到1987年，美國某公司應(yīng)用陰極濺射法研發(fā)出了世界上第一臺非熱方式原子化器，稱為原子源。
而應(yīng)用陰極濺射法所研發(fā)出來的原子化器普遍被世人所熟悉的時候是在1997年的上海BCEIA會議上，在這個會議上，利曼徠伯斯將陰極濺射原子化器A30型AAS儀器展示出來了，這種型號的原子化器可以在最短的時間內(nèi)分析出30個元素。而且這種儀器有著很多的優(yōu)點。
(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，讓物品原子化過程更加方便。
(2)這儀器在對物品進行原子化時，可以長時間的持續(xù)原子化，讓儀器可以分析出更多的元素。
(3)儀器進行線性分析的范圍比較寬。
(4)AAS儀器可以對巖層進行表面逐層分析。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)儀器問世后，眾多科學(xué)家都將精力用在研究多元素同時測定原子吸收光譜分析法。直到現(xiàn)在，研究者已經(jīng)可以同時應(yīng)用7種元素對GFAAS法進行測定，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對固體樣本進行分析時，會出現(xiàn)技術(shù)障礙。
主要有三點，一是每一種元素進行原子化需要的溫度不同，如果是用單一元素對固體樣本進行分析的話，可以得到比較好的分析結(jié)果，而多元素同時對固體樣本進行加熱時，只能是用平均溫度對樣本元素進行加熱，這樣的方式無法讓人們得到最好的分析結(jié)果。二是在對樣品元素進行原子化時，主要是應(yīng)用連續(xù)光源氙燈，這種光線的波長雖然覆蓋面積廣，但是卻是在紫外線范圍內(nèi)。紫外線能量不足，使GFAAS法無法對所有的元素進行集中分析，但是這個問題隨著人們科技的發(fā)展，人們已經(jīng)可以開發(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。而且它還可以實現(xiàn)多元素同時對樣品元素進行分析。但是在應(yīng)用于GFAAS法時，工作波長卻在600nm以上。這個問題已經(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，我們通過對石墨爐原子吸收光譜分析法的研究，發(fā)現(xiàn)在樣品進行原子化的過程中，自由狀態(tài)原子和輻射光源的特征波長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。
要解決這個問題就需要對時間和空間上的原子核分子光譜信息進行分辨研究，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。而且人們還可以對石墨爐中的時間空間內(nèi)的分辨信號的測量和瞬變過程圖象進行觀察和研究，這樣可以加快對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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