Введение
1 Введение 4
2.1.1 Лазерно-индуцированный пробой и лазерная абляция 10
2.1.2 Свойства лазерно-индуцированной плазмы 20
2.1.3 Основные определения и законы теории излучения спектров 25
2.1.4 Механизмы уширения линий в лазерно-индуцированной плазме 30
2.1.5 Диагностика лазерно-индуцированной плазмы и моделирование спектров 34
2.2 Аппаратура в ЛИЭС 41
2.2.1 Лазеры 41
2.2.2 Спектрографы 42
2.2.3 Детекторы
2.3 Подходы к идентификации линий в спектрах лазерной плазмы 49
2.4 Хемометрические способы обработки многомерных данных 54
2.5 Количественный анализ сталей методом ЛИЭС 62
3 Экспериментальная часть 80
3.1 Экспериментальная установка 80
3.2.1 Программа для управления камерой 83
3.2.2 Программа для первичной обработки спектров 86
3.3 Калибровка регистрирующей системы 88
3.3.1 Определение оптимального значения предусиления сигнала 88
3.3.2 Определение коэффициента уменьшения оптоволоконной шайбы 89
3.3.3 Калибровка чувствительности детектора по поверхности 91
3.3.4 Определение спектральной чувствительности системы 95
3.4 Описание стандартных образцов 98
4 Обсуждение результатов 101
4.1 Вывод аналитического выражения для аппаратной функции спектрографа 101
4.2 Термодинамическое моделирование спектров лазерной плазмы
4.2.1 Основные допущения при моделировании и база данных 105
4.2.2 Алгоритм моделирования спектров
4.3 Алгоритм автоматической идентификации эмиссионных линий 113
4.4 Идентификация эмиссионных линий в спектрах сталей 115
4.4.2 Эволюция экспериментальных и модельных спектров во времени 124
4.4.3 Идентифицированные линии в спектрах сталей 130
4.5 Количественный анализ низколегированных сталей методом ЛИЭС 135
4.5.1 Определение углерода в рельсовых сталях 135
4.5.2 Выбор аналитических линий и оптимизация временных условий для определения А1, Si, Ті, V, Cr, Mn 146
4.5.3 Градуировочные зависимости для определения Al, Si, Ті, V, Cr, Mn 149
4.5.4 Анализ сварного рельсового шва 155
4.6 Количественный анализ высоколегированных нержавеющих сталей 157
5 Выводы 167
Список литературы 1
