原子发射光谱分析技术及应用PDF电子书下载

第1章 原子光谱分析概述 1

1.1光谱分析概况 1

1.2光谱分析的发展历史 2

1.3原子光谱仪器的发展 3

1.4原子发射光谱分析技术的进展 5

第2章 原子发射光谱分析导论 7

2.1光谱和光谱分析 7

2.1.1光和光谱 7

2.1.2原子光谱 10

2.2原子光谱的基础概念 10

2.2.1原子状态与光谱项 10

2.2.2原子能级图 11

2.2.3基态、激发态、亚稳态 12

2.2.4共振线 12

2.2.5原子线、离子线 13

2.2.6激发能、电离能 13

2.3原子发射光谱的基础理论 14

2.3.1光谱光源等离子体 14

2.3.2原子的碰撞与激发 14

2.3.3激发态原子的辐射 16

2.3.4激发过程 19

2.3.5激发能级的分布 20

2.3.6原子的电离 21

2.3.7元素激发和电离与周期表的关系 24

2.4原子发射光谱分析的基础 25

2.4.1元素光谱线类型和波长分布 25

2.4.2谱线的轮廓 27

2.4.3谱线的强度 36

2.4.4光谱定性分析 49

2.4.5光谱定量分析 52

2.5原子发射光谱的仪器结构 53

2.5.1激发光源 54

2.5.2色散系统 62

2.5.3检测系统 70

2.5.4数据处理和控制系统 73

2.6原子发射光谱的仪器类型 74

2.6.1火花光源发射光谱仪 74

2.6.2电感耦合等离子体发射光谱仪 74

2.6.3辉光放电光谱仪 74

参考文献 75

第3章 火花光源发射光谱分析 76

3.1概述 76

3.1.1发射光谱的电弧、火花激发光源 77

3.1.2火花光源直读光谱仪的结构 78

3.1.3火花光源直读光谱仪及其使用方式 79

3.2火花光源的能量激发作用 79

3.2.1火花激发光源的特点 79

3.2.2火花放电的激发机理 80

3.2.3火花放电特性与火花线路参数的关系 81

3.3火花光源直读光谱仪的光源系统 83

3.3.1火花光源的类型及其电路特点 83

3.3.2高压火花光源 83

3.3.3低压电容放电火花光源 88

3.3.4整流火花发生器 91

3.3.5高速火花光源 92

3.4火花光源直读光谱仪的分光系统 93

3.4.1凹面光栅装置 93

3.4.2凹面光栅光谱仪主要性能 96

3.5火花光源直读光谱仪的测量系统 98

3.5.1光电转换器件 98

3.5.2光电转换测光方式 103

3.5.3火花光源光谱分析的测量技术 108

3.6火花直读光谱仪的使用与分析方法 119

3.6.1火花直读光谱分析的操作过程 119

3.6.2仪器的使用规程 123

3.6.3火花光谱分析样品的要求 127

3.6.4标准化及标准样品 129

3.6.5定量分析方法 130

3.6.6分析质量及其监控 133

3.6.7光电光谱分析的误差来源 134

3.7火花光源发射光谱分析的应用 134

3.7.1钢铁及合金测定 135

3.7.2有色金属及合金的成分分析 142

3.7.3机械工业材料的分析测定 152

3.7.4航空及航天材料测定 156

3.7.5火花光源发射光谱分析的其他应用 161

3.8仪器的使用与维护 166

3.8.1工作环境、安全保障及安装要求 166

3.8.2辅助设备与气体供给 167

3.8.3仪器日常维护、保养与调整 167

3.8.4常见故障及排除 169

3.9当前常用火花光源直读光谱仪 170

参考文献 176

第4章 电感耦合等离子体发射光谱分析 177

4.1等离子体光源概述 177

4.1.1等离子体概述 177

4.1.2等离子体光源的分类及其特性 177

4.1.3电感耦合等离子体（ICP）发展简史 178

4.2 ICP光源物理化学性能特征 179

4.2.1 ICP火炬的形成过程 179

4.2.2 ICP环状结构与趋肤效应 180

4.2.3 ICP火炬的温度与温度不均匀性及其分区 181

4.2.4 ICP火炬温度的测量 182

4.3 ICP光谱仪装置结构 184

4.3.1 ICP光谱仪的组成部分 184

4.3.2高频发生器 185

4.3.3 ICP进样系统 189

4.3.4分光系统 204

4.3.5光电转换及测量系统 215

4.4几种常见的ICP发射光谱仪 225

4.4.1多通型凹面光栅光谱仪（Paschen-Rung型） 225

4.4.2平面光栅扫描式（顺序式）光谱仪（Czerny-Turner 型） 227

4.4.3组合型ICP光栅光谱仪 232

4.4.4中阶梯光栅固体检测器件光谱仪（即全谱式光谱仪） 233

4.5干扰效应与校正 238

4.5.1光谱干扰与校正 238

4.5.2基体效应（或基体干扰）与校正 241

4.5.3背景干扰与校正 242

4.5.4雾化干扰与校正 243

4.5.5电离干扰与校正 243

4.5.6化学干扰与校正 244

4.6样品分解 245

4.6.1溶解法 246

4.6.2熔融法 247

4.6.3烧结法（半熔法） 247

4.6.4有机物样品的分解 248

4.7标准溶液的制备 248

4.7.1制备单元素标准储备液 249

4.7.2制备混合多元素标准溶液的注意事项 251

4.8 ICP发射光谱分析“技巧” 253

4.8.1降低分析方法“检出限”的措施 253

4.8.2提高分析方法“精密度”的措施 256

4.8.3试样中分析高含量元素时应注意的问题 257

4.8.4分析方法设定的要点 259

4.9 ICP-AES分析技术的应用 260

4.9.1钢铁、有色金属样品分析 260

4.9.2岩石、矿物、地球化学样品分析 272

4.9.3环境保护样品的分析 278

4.9.4石油、化工样品分析 280

4.9.5化工材料与产品的分析 284

4.9.6食品、饮料样品分析 290

4.9.7生物与植物样品（包括中草药）分析 293

4.9.8稀土金属、稀土氧化物中稀土杂质元素与非稀土杂质元素样品分析 295

参考文献 313

第5章 辉光放电发射光谱分析 314

5.1辉光放电的形成与基本原理 314

5.1.1辉光放电的形成及其特点 314

5.1.2辉光放电所产生的发射光谱 317

5.2 Grimm型辉光放电光源 321

5.2.1 Grimm型辉光放电光源的结构 321

5.2.2 Grimm型辉光放电光源的供能方式 322

5.3 Grimm型辉光放电光源的改进 327

5.3.1气体喷射装置 327

5.3.2第二阴极结构 328

5.3.3微波增强 328

5.3.4磁场效应 329

5.3.5改变放电气体 329

5.4辉光放电光谱仪器装置 330

5.4.1辉光放电光谱仪器的基本装置（仪器基本结构及主要组成部分） 330

5.4.2辉光放电光谱仪器的基本控制参数 335

5.4.3典型的辉光放电光谱仪器介绍 336

5.5仪器的使用与维护 340

5.5.1工作环境、安全保障及安装要求 340

5.5.2仪器使用要求及操作规程 341

5.5.3选择测量技术 343

5.5.4仪器的日常维护、保养与调整 346

5.5.5常见故障及排除 348

5.6辉光放电光谱分析法应用 351

5.6.1成分分析 351

5.6.2深度分析 357

5.7辉光放电光谱分析的常用谱线 360

参考文献 363

第6章 光谱分析的误差统计及数据处理 368

6.1分析数据的统计处理 368

6.1.1分析数据的特点 368

6.1.2光谱分析数据的特点 369

6.1.3光谱分析数据的统计处理内容 369

6.2光谱分析结果的误差分析 370

6.2.1误差分析的基本概念 370

6.2.2光谱分析误差的来源 373

6.2.3光谱分析中的特征值——灵敏度、检出限和测定限 375

6.2.4光谱干扰对测定误差的影响及其干扰校正 377

6.3光谱分析数据的统计处理 382

6.3.1几个常见的基本术语 382

6.3.2数据的可靠性检验 383

6.3.3分析数据的数字修约规则 394

6.3.4校正曲线的回归分析 394

6.4光谱分析中的不确定度 395

6.4.1化学分析中的不确定度问题 395

6.4.2“不确定度”的提出 396

6.4.3不确定度的基本概念 396

6.4.4不确定度的分类及表示方法 397

6.4.5不确定度的评定方法 398

6.4.6估计不确定度的方法 399

6.4.7光谱分析中不确定度的计算 401

6.4.8不确定度的应用 410

参考文献 410

附录 411

Ⅰ.常用ICP发射光谱分析谱线与检出限 411

Ⅱ.各种类型的发射光谱波长表与光谱图资料 420