一、测量金属表面 应用场景:
当需要分析金属表面的成分、氧化层、涂层或污染物质时,光谱仪可直接测量金属表面。 常用技术: - 激光诱导击穿光谱(LIBS)
- 原理:利用高能激光脉冲烧蚀金属表面,产生等离子体,通过光谱分析等离子体发射光确定表面元素组成。
- 特点:无需样品预处理,可实现实时、在线分析,适用于工业现场检测。
- 应用:金属表面缺陷检测、涂层厚度测量、污染物分析。
- X射线荧光光谱(XRF)
- 原理:X射线激发金属表面原子,使原子内层电子跃迁并释放特征X射线荧光,通过分析荧光光谱确定表面元素种类和含量。
- 特点:非破坏性检测,可分析轻元素(如Mg、Al)到重元素(如U)。
- 应用:金属表面镀层分析、合金成分快速筛查。
- 拉曼光谱
- 原理:激光照射金属表面,分析散射光中与分子振动相关的频移信息,确定表面分子结构或化合物组成。
- 特点:对分子结构敏感,适用于有机涂层或表面吸附物质的分析。
- 应用:金属表面防腐涂层分析、有机污染物检测。
二、测量金属内部应用场景:
当需要分析金属内部的成分、相结构、缺陷或应力分布时,光谱仪可通过特定技术穿透表面,获取内部信息。 常用技术: - X射线衍射(XRD)
- 原理:X射线穿透金属表面,与内部晶格相互作用产生衍射图样,通过分析衍射峰位置和强度确定晶体结构和相组成。
- 特点:可分析金属内部的晶粒大小、残余应力及相变。
- 应用:金属材料相分析、热处理效果评估。
- 光电子能谱(XPS/AES)
- 原理:
- X射线光电子能谱(XPS):利用X射线激发金属内部电子,通过分析光电子动能确定元素化学态和电子结构。
- 俄歇电子能谱(AES):通过电子束激发金属内部原子,分析俄歇电子能量确定元素组成和化学态。
- 特点:可分析金属内部近表面区域(XPS约10nm,AES约1~3nm)的元素和化学态。
- 应用:金属氧化层深度分析、界面反应研究。
- 中子衍射
- 原理:中子与金属原子核相互作用产生衍射,通过分析衍射图样确定内部晶体结构和应力分布。
- 特点:对轻元素敏感,可穿透厚金属样品。
- 应用:大型金属构件内部应力分析、核材料研究。
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