留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于激光诱导击穿光谱技术的生铁中硅锰钛偏析的同步分析

梅亚光 程宇心 程树森 郝中骐 郭连波 李祥友 曾晓雁

梅亚光, 程宇心, 程树森, 郝中骐, 郭连波, 李祥友, 曾晓雁. 基于激光诱导击穿光谱技术的生铁中硅锰钛偏析的同步分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(8): 806003-0806003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0806003
引用本文: 梅亚光, 程宇心, 程树森, 郝中骐, 郭连波, 李祥友, 曾晓雁. 基于激光诱导击穿光谱技术的生铁中硅锰钛偏析的同步分析[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(8): 806003-0806003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0806003
Mei Yaguang, Cheng Yuxin, Cheng Shusen, Hao Zhongqi, Guo Lianbo, Li Xiangyou, Zeng Xiaoyan. Simultaneous analysis of Si, Mn and Ti segregation in pig iron by laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(8): 806003-0806003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0806003
Citation: Mei Yaguang, Cheng Yuxin, Cheng Shusen, Hao Zhongqi, Guo Lianbo, Li Xiangyou, Zeng Xiaoyan. Simultaneous analysis of Si, Mn and Ti segregation in pig iron by laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(8): 806003-0806003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0806003

基于激光诱导击穿光谱技术的生铁中硅锰钛偏析的同步分析

doi: 10.3788/IRLA201847.0806003
基金项目: 

国家自然科学基金(61571040)

详细信息
    作者简介:

    梅亚光(1993-),男,博士生,主要从事激光诱导击穿光谱分析及钢铁冶金工艺方面的研究。Email:myg_ustb@163.com

  • 中图分类号: O433.5

Simultaneous analysis of Si, Mn and Ti segregation in pig iron by laser-induced breakdown spectroscopy

  • 摘要: 到目前为止,尚没有适用于大型金属材料试样元素偏析定量检测的有效方法。该研究将新兴的激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于生铁中Si、Mn、Ti元素偏析的同步检测,选取Si(288.16 nm)、Mn(293.31 nm)和Ti(334.94 nm)作为三种元素的定量分析谱线,同时选取Fe(263.58 nm,441.51 nm,370.79 nm)分别作为三种元素的内标谱线,使用内标法降低基体效应的影响。定标拟合系数R2分别为0.991 7、0.990 3和0.991 2,因此证明LIBS适用于对生铁中Si、Mn、Ti元素的准确同步定量检测。随后将取自高炉的铁样切割为两个圆形的铁块,用空间分辨的LIBS装置对样品表面进行面扫描分析并得出元素分布图,基于元素分布图识别出Si、Mn、Ti元素的偏析区域并计算最大正偏析度和负偏析度。该研究证明了LIBS用于同步检测生铁中Si、Mn、Ti元素偏析的可行性,同时也揭示了生铁中合金元素的偏析规律,有利于加深对凝固过程元素迁移和分布的理解和认识。
  • [1] Kajatani T, Drezet J M, Rappaz M. Numerical simulation of deformation-induced segregation in continuous casting of steel[J]. Metallurgical and Materials Transactions A, 2001, 32(6):1479-1491.
    [2] Choudhary S K, Ganguly S. Morphology and segregation in continuously cast high carbon steel billets[J]. ISIJ International, 2007, 47(12):1759-1766.
    [3] Ludlow V, Normanton A, Anderson A, et al. Strategy to minimise central segregation in high carbon steel grades during billet casting[J]. Ironmaking Steelmaking, 2005, 32(1):68-74.
    [4] Hou Guanyu, Wang Ping, Tong Cunzhu. Progress in laser-induced breakdown spectroscopy and its applications[J]. Chinese Optics, 2013, 6(4):490-500. (in Chinese)
    [5] Li Zhanfeng, Wang Ruiwen, Deng Hu, et al. Laser induced breakdown spectroscopy of Pb in Coptis chinensis[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(10):1006003. (in Chinese)
    [6] Yuan Di, Gao Xun, Yao Shuang, et al. The detection of heacy metals in soil with laser induced breakdown spectroscopy[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2016, 36(8):2617-2620. (in Chinese)
    [7] Dell'Aglio M, Gaudiuso R, Senesi G S, et al. Monitoring of Cr, Cu, Pb, V and Zn in polluted soils by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS)[J]. Journal of Environmental Monitoring, 2011, 13(5):1422-1426.
    [8] Li Wenhong, Shang Liping, Wu Zhixiang, et al. Determination of Al and Fe in cement by laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2):508-512. (in Chinese)
    [9] Mohamed W T Y. Improved LIBS limit of detection of Be, Mg, Si, Mn, Fe and Cu in aluminum alloy samples using a portable Echelle spectrometer with ICCD camera[J]. Optics Laser Technology, 2008, 40(1):30-38.
    [10] Liu Li, Xiao Pingping. Accuracy improvement of temperature calculation of the laser-induced plasma using wavelet transform baseline subtraction[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2016, 36(2):545-549. (in Chinese)
    [11] Hao Z Q, Li C M, Shen M, et al. Acidity measurement of iron ore powders using laser-induced breakdown spectroscopy with partial least squares regression[J]. Optics Express, 2015, 23(6):7795-7801.
    [12] Rai N K, Rai A K. LIBS-an efficient approach for the determination of Cr in industrial wastewater[J]. Journal of Hazardous Materials, 2008, 150(3):835-838.
    [13] Li X, Yin H, Wang Z, et al. Quantitative carbon analysis in coal by combining data processing and spatial confinement in laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy, 2015, 111:102-107.
    [14] Chen Shihe, Lu Jidong, Zhang Bo, et al. Controllable factors in detection of pulverized coal flow with LIBS[J]. Optics and Precision Engineering, 2013, 21(7):1651-1658. (in Chinese)
    [15] Emde Benjamin, Hermsdorf Jrg, Kaierle Stefan. Identification of the zinc dispersion in rubber blends by libs with a Nd:YAG laser[J]. Chinese Optics, 2015, 8(4):596-602.
    [16] Bou-Bigne F. Laser-induced breakdown spectroscopy applications in the steel industry:Rapid analysis of segregation and decarburization[J]. Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy, 2008, 63(10):1122-1129.
    [17] Bou-Bigne F. Simultaneous characterization of elemental segregation and cementite networks in high carbon steel products by spatially-resolved laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Spectrochimica Acta Part B:Atomic Spectroscopy, 2014, 96:21-32.
    [18] Zhang Yong, Jia Yunhai, Chen Jiwen, et al. Segregation bands analysis of steel sample using laser-induced breakdown spectroscopy[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2013, 33(12):3383-3387. (in Chinese)
  • [1] 王雨童, 韩春蕊, 柯常军, 范元媛, 周翊.  激光诱导氮掺杂石墨烯宽光谱光电探测器 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230140-1-20230140-10. doi: 10.3788/IRLA20230140
    [2] 董丽丽, 高晴, 吴家森, 夏祥宇, 刘世明, 修俊山.  基于皮秒激光诱导击穿光谱技术的镓酸锌薄膜的快速定量分析研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(3): 20220470-1-20220470-9. doi: 10.3788/IRLA20220470
    [3] 李欣, 吕正一, 崔博伦, 张家铭, 刘紫莹, 黄荀, 赵天卓.  共轴变焦激光诱导击穿光谱定量分析 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230310-1-20230310-12. doi: 10.3788/IRLA20230310
    [4] 孙兆轩, 胡宸, 曾献, 高鑫鑫, 张勇, 王玺, 王庆胜.  激光诱导击穿光谱在铅堆杂质测量的应用研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210855-1-20210855-7. doi: 10.3788/IRLA20210855
    [5] 付林, 李业秋, 甄佳, 程德华, 李倩, 岱钦, 乌日娜.  低气压下激光诱导击穿有机爆炸物的光谱特性 . 红外与激光工程, 2022, 51(8): 20210720-1-20210720-6. doi: 10.3788/IRLA20210720
    [6] 张鹏飞, 周婷, 夏道华, 张立.  好奇号火星车ChemCam-LIBS 光谱数据的定量分析研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210962-1-20210962-10. doi: 10.3788/IRLA20210962
    [7] 杨彦伟, 郝晓剑, 潘保武, 张瑞忠, 刘烨坤, 孙鹏, 郝文渊.  基于腔体约束激光诱导击穿铝土矿光谱的参数优化 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210661-1-20210661-7. doi: 10.3788/IRLA20210661
    [8] 张丽丽, 杨彦伟.  腔体与纳米金共同作用增强光谱技术 . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20200137-1-20200137-7. doi: 10.3788/IRLA20200137
    [9] 马维喆, 董美蓉, 黄泳如, 童琪, 韦丽萍, 陆继东.  激光诱导击穿光谱的飞灰碳含量定量分析方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200441-1-20200441-10. doi: 10.3788/IRLA20200441
    [10] 杨彦伟, 张丽丽, 郝晓剑, 张瑞忠.  机器学习结合激光诱导击穿光谱技术铁矿石分类方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(5): 20200490-1-20200490-8. doi: 10.3788/IRLA20200490
    [11] 李业秋, 孙成林, 李倩, 岱钦, 乌日娜, 张善春, 杨帆, 乔红超.  大气颗粒物中重金属的双脉冲激光诱导击穿光谱研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005006-1005006(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005006
    [12] 王金梅, 颜海英, 郑培超, 薛淑文.  激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206011-1206011(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
    [13] 李雄威, 王哲, 刘汉强, 郭桦.  基于激光诱导击穿光谱的燃煤热值定量分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 734001-0734001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0734001
    [14] 张钊, 孙景旭, 刘则洵, 李宪圣, 任建岳.  离轴抛物面镜像面扫描太赫兹光学设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 703003-0703003(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0703003
    [15] 李占锋, 王芮雯, 邓琥, 尚丽平.  黄连中Pb的激光诱导击穿光谱测量分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006003-1006003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1006003
    [16] 赵中华, 辛海燕, 王晓宇.  激光诱导声信号通信技术的初步研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 863-866.
    [17] 李文宏, 尚丽平, 武志翔, 王芮雯, 周强.  水泥中Al 和Fe 的激光诱导击穿光谱测量分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 508-512.
    [18] 杨崇瑞, 汪家升, 盛新志, 娄淑琴.  利用多数据处理方法提高LIBS谱信号质量 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3807-3812.
    [19] 陈世和, 陆继东, 董璇, 潘凤萍, 张曦, 姚顺春, 李军.  不同激光参数下煤粉颗粒流等离子体特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 113-118.
    [20] 陈金忠, 白津宁, 宋广聚, 孙江, 魏艳红.  激光诱导击穿光谱技术测定土壤中元素Cr和Pb . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 947-950.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  372
  • HTML全文浏览量:  75
  • PDF下载量:  42
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-10
  • 修回日期:  2018-04-20
  • 刊出日期:  2018-08-25

基于激光诱导击穿光谱技术的生铁中硅锰钛偏析的同步分析

doi: 10.3788/IRLA201847.0806003
    作者简介:

    梅亚光(1993-),男,博士生,主要从事激光诱导击穿光谱分析及钢铁冶金工艺方面的研究。Email:myg_ustb@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61571040)

  • 中图分类号: O433.5

摘要: 到目前为止,尚没有适用于大型金属材料试样元素偏析定量检测的有效方法。该研究将新兴的激光诱导击穿光谱(LIBS)技术应用于生铁中Si、Mn、Ti元素偏析的同步检测,选取Si(288.16 nm)、Mn(293.31 nm)和Ti(334.94 nm)作为三种元素的定量分析谱线,同时选取Fe(263.58 nm,441.51 nm,370.79 nm)分别作为三种元素的内标谱线,使用内标法降低基体效应的影响。定标拟合系数R2分别为0.991 7、0.990 3和0.991 2,因此证明LIBS适用于对生铁中Si、Mn、Ti元素的准确同步定量检测。随后将取自高炉的铁样切割为两个圆形的铁块,用空间分辨的LIBS装置对样品表面进行面扫描分析并得出元素分布图,基于元素分布图识别出Si、Mn、Ti元素的偏析区域并计算最大正偏析度和负偏析度。该研究证明了LIBS用于同步检测生铁中Si、Mn、Ti元素偏析的可行性,同时也揭示了生铁中合金元素的偏析规律,有利于加深对凝固过程元素迁移和分布的理解和认识。

English Abstract

参考文献 (18)

目录

    /

    返回文章
    返回