有机液体的液滴在铝基板上探索了Nd: YAG激光器,在稳定状态下和在旋转速度18 - 150 rpm。旋转变换滴到电影,估计厚度在高速度低于3gydF4y2Ba
激光诱导击穿光谱(LIBS)提供信息所涉及的样品体积的元素成分等离子体(gydF4y2Ba
快速化学分析的液体中(gydF4y2Ba
排除一些复杂的液体样品的制备方法,消除优势LIBS的简单,速度,和可能性攷虑测量,在蒸发液体(水和醇),一场激烈的LIBS信号可以通过调查获得了残留物留在固体基质(gydF4y2Ba
最近,另一个简单的方法库测量液体的报道,它将信号生成液体薄膜放置在一个吸收衬底(gydF4y2Ba
秀等。gydF4y2Ba
控制和可再生的油膜厚度可以通过旋转基板在调速或电润湿介质和控制电压的水溶液(gydF4y2Ba
作为比较,在分析水解决方案在空气稀薄的液体形式表,发现填词线强度增加的薄板厚度20gydF4y2Ba
另一方面,众所周知,湿激光消融(LA)的效率,为医学和纳米颗粒的生产尤其重要,取决于液体类型和它的高度高于固体目标。在[gydF4y2Ba
还有一些作品解释激光分离的薄液膜从solid-absorbing目标gydF4y2Ba
在目前的工作中,我们研究LIBS信号行为的函数估计的液膜厚度在铝衬底和激光脉冲能量的影响。检查液体柴油和花生油,选择由于不同的运动粘度,确定后的液膜厚度衬底以一定速度旋转。线强度及其shot-to-shot波动都被认为是阿尔我和C排放相对于基材和液体,分别。gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
实验布局。gydF4y2Ba
等离子体发射收集在大约60°角从目标飞机由两个石英镜片(焦距100毫米和70毫米)和一个光谱仪(Jobin-Yvon 550),这里使用光栅1200 gr /毫米,由纤维束排列在出口处到0.1毫米×12.2毫米数组中。谱仪的输出,一个ICCD(和或iStar DH734)是用于LIBS信号检测。收购门和激光脉冲的延迟调整延迟发生器(量子作曲家9600 +)的值2gydF4y2Ba
等离子体的图像和液体的液滴/电影是由一个商业摄影相机。液体和支持材料之间的接触面积是决定从维校准照片帮助ImageJ软件(免费)。衬底上的液体平均厚度测量的计算区域被液滴和已知的沉积样品体积。gydF4y2Ba
实验中使用的液体是商业柴油和精制食用花生油。这两个液体选择是由于不同的运动粘度(见表gydF4y2Ba
物理特性和估计滴/薄膜厚度对柴油和花生油。gydF4y2Ba
| 柴油gydF4y2Ba | 花生油gydF4y2Ba | |
|---|---|---|
| 表面张力在20°C (mN / m)gydF4y2Ba | 25.8 [gydF4y2Ba |
10.0 [gydF4y2Ba |
| 运动粘度(毫米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba在40°C / s)gydF4y2Ba | 2 - 4gydF4y2Ba |
37 [gydF4y2Ba |
| 平均厚度为20gydF4y2Ba |
141±10gydF4y2Ba | 320±20gydF4y2Ba |
| Av.滴5的厚度gydF4y2Ba |
19±4gydF4y2Ba | 102±10gydF4y2Ba |
| 在100 rpm Av.液膜厚度(gydF4y2Ba |
≤3.0gydF4y2Ba | ≤20gydF4y2Ba |
作为衬底,我们使用了一个铝磁盘直径25毫米,匹配的旋转涂布机。如果未指定不同的文本,铝表面被砂纸抛光400粗燕麦粉/毫米但对于一些测量,我们还测试了表面抛光800粗燕麦粉/毫米。将液体滴在基片之前,相同的是洗水通量,晒干,然后由高纯度甲醇洗。gydF4y2Ba
液体样品放置在衬底有精确控制体积(±1%),由一个autoclavable吸管(Labgene科学)。滴放在圆盘中心蔓延成电影通过旋转旋转涂布机的衬底(Laurell技术,KL-SCI-20),这速度可以调整在18岁和150 rpm。后打开旋转涂布机和开始前LIBS测量或停止了旋转拍摄这部电影表面,我们等了至少30年代稳定第一先后旋转速度和液膜厚度。gydF4y2Ba
虽然LIBS测量可以进行单滴几毫升,在这里,我们使用更大的样本容量,完全足以覆盖铝磁盘。在低转速(< 25 rpm),液体的过量积累在边缘的支持;否则,它从表面逸出。采样期间进行旋转,通过注册另外10激光脉冲产生的光谱。两国LIBS测量,整个持有者转移水平为2毫米,以避免开发陨石坑的支持材料,和另一个10gydF4y2Ba
稳定的铝支持,20gydF4y2Ba
LIBS光谱柴油,平均超过10激光脉冲能量的23倍木星质量。稳定的液滴(a)和支持旋转18岁rpm (b)和100 rpm (c)。gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
平均峰值强度C我和艾尔的柴油液滴,超过10个脉冲,测量的激光能量的旋转速度23乔丹(a)和70年乔丹(b);相应的标准偏差(c)和(d)所示,分别。gydF4y2Ba
在分析行为的“我在256.8 nm,必须采取某些警告说这条线共振,虽然不如附近的线为257.5 nm,强烈的可能发生和聚精会神。这两条线的实验测量比数据如图gydF4y2Ba
我们对花生油进行模拟测量,液滴树叶厚很多液膜对柴油(表gydF4y2Ba
为C,我和艾尔。我从20行gydF4y2Ba
在下面,我们试图估计的平均液膜厚度的函数的旋转速度。这一目标,我们放置在衬底与控制液滴体积V (gydF4y2Ba
20的照片gydF4y2Ba
起初,我们试图确定20的膜厚度gydF4y2Ba
液滴平均厚度20卷的花生油gydF4y2Ba
稳定的柴油液滴体积的20倍gydF4y2Ba
脉冲能量对LIBS信号的影响,研究了在恒定转速的40 rpm,柴油和花生油;对于后者,我们使用了支持与400年或800年的抛光磨料的论文粗燕麦粉/毫米。选择旋转速度,估计厚度的柴油电影约3gydF4y2Ba
(一)排放峰值C我和阿尔•行平均超过10脉冲激光能量的函数。(b)相应的线强度比。样品是40 rpm的花生油旋转速度。gydF4y2Ba
填词光谱从花生油在铝基板上(抛光400粗燕麦粉/毫米)平均超过10激光脉冲能量的乔丹23日(上图)和137年乔丹(底部);旋转速度是40 rpm。gydF4y2Ba
花生油,从约40倍木星质量的脉冲能量,C的RSD为我从价值高于线稳步下降(图1.1或1.3到0.2gydF4y2Ba
(一)为C我线激光能量的函数40转的转速,测量柴油(蓝色)和花生油两衬底抛光的成绩;信号的能量变得稳定与垂直线表示。(b)的阈值能量稳定C我线强度的函数估计的液膜厚度。gydF4y2Ba
以前,我们表明,分析有机液体的LIBS信号强度提高,稳定性降低液膜厚度,实现通过底物旋转。变薄的液膜基质也降低了激光能量要求获得一个强烈的信号稳定,这是非常重要的,如果使用激光源有限的表演。gydF4y2Ba
不幸的是,增加转速超过一定的值并没有带来显著改善LIBS信号的最低可实现膜厚度取决于运动粘度的液体,这是一个衡量流动阻力和剪切。运动粘度gydF4y2Ba
运动粘度的柴油(gydF4y2Ba
| 温度(°C)gydF4y2Ba | 运动粘度(毫米gydF4y2Ba2gydF4y2Ba/秒)gydF4y2Ba | ||
|---|---|---|---|
| 柴油gydF4y2Ba | 向日葵油gydF4y2Ba | 花生油gydF4y2Ba | |
| 10gydF4y2Ba | 5.4gydF4y2Ba | 118.7gydF4y2Ba | 133年gydF4y2Ba |
| 20.gydF4y2Ba | 4.15gydF4y2Ba | 73.4gydF4y2Ba | 82年gydF4y2Ba |
| 30.gydF4y2Ba | 3所示。3gydF4y2Ba | 48.5gydF4y2Ba | 54gydF4y2Ba |
| 40gydF4y2Ba | 2。7gydF4y2Ba | 33.8gydF4y2Ba | 37gydF4y2Ba |
| 50gydF4y2Ba | 2。3gydF4y2Ba | 24.5gydF4y2Ba | 27gydF4y2Ba |
如果电动机的转速工作仅限于值低于这里(150 rpm),膜厚度在一定的而不是高转速可以进一步降低衬底的精细抛光。然而,由于同时液体雾化和衬底消融,检测微量元素的液体,有必要使用一个支持材料相同的自由,例如,硅晶片(gydF4y2Ba
粘性液体的液滴可以有效地降低薄膜旋转支持它。通过这种方式,平均液体的高度减少从约140gydF4y2Ba
稀释的液体滴/电影消除不必要的激光感应的飞溅和喷洒在LIBS测量,从而最大限度地减少损失的样本体积和必要的清洁附近的光元素。增加支持的转速提高谱线的强度从液体100的一个因素,直到达到饱和,对应于一个几乎恒定的液膜厚度。应用激光脉冲能量的饱和速度降低。gydF4y2Ba
除了一个令人印象深刻的增长LIBS信号变薄的液膜,shot-to-shot波动的强度来源于液体减少很多次。一个更好的信号对应于一个薄液膜稳定性和更高的脉冲能量。gydF4y2Ba
提高激光能量超过一定阈值产生一个完整的本地雾化/电离的液体层,减少突然LIBS信号波动。行来自液体的同时,强度在很大程度上增强而产生的支持消融仍相对薄弱,这降低了底物在液体样品的光谱干扰。阈值激光能量与液体厚度增加,也可以减少细衬底抛光。gydF4y2Ba
拟议中的液体分析的简单方法,提出了参数优化(能源、膜厚度),可以获得一个非常强烈和相对稳定的LIBS信号从小型液体量。进一步的研究应该把该方法的分析灵敏度和衬底材料在等离子体形成的影响。gydF4y2Ba
作者宣称没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba