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摘 要：ICP光谱即电感耦合等离子体光谱仪，被广泛的应用在无机元素的定性及定量分析、质量控制的元素分析、超微量元素的检测中，尤其是在环保领域的水质监测中应用更为广泛。可以分析的样品有：金属（钢铁，有色金属）、化学药品、医药、自来水等等。ICP光谱具有多元素同时检出的能力，且分析速度快、准确度高、样品消耗少等优点。本文分析ICP光谱的工作原理，并简单描述在钢铁分析中的应用。
关键词：ICP光谱；钢铁分析；应用
ICP光谱在应用中也存在一定的缺点，所以，一定要注意应用事项，具体如下：仪器一定要有良好的使用环境，以保障等离子体光谱较好的使用效果，一般室温要求维持在70～75℃间的一个固定温度，室内湿度应小于70%，最好控制在45～60%之间，应有空气净化装置。
ICP仪作为一台精密测量仪器，还需要有相对稳定的电源，供电电压的变化一般不超过5%，必要时使用自动调压器或磁饱和稳压器，不能使用电子稳压器，以免引起误动作。实验室内需要采用排风机，排除仪器的热量及工作时产生的有毒气体等，需要经常进行除尘。对气体控制系统要经常进行检查和维护，可以做气体试验，以免影响测定。开机测定前，做好各项准备工作，切忌中途关停机，以免造成仪器损坏。
一、ICP光谱工作原理
（一）光谱仪的主要结构
光谱仪的整体结构可以参考图1：
其中各个部件的介绍如下：
1、进样系统：进样系统是icp仪器中极为重要的部分，也是icp光谱分析研究中最活跃的领域，按试样状态不同可以分别用液体、气体或固体直接进样。
2、电感耦合等离子体光源（icp）。
3、光谱仪的分光（色散）系统：复合光经色散元素分光后，得到一条按波长顺序排列的光谱，能将复合光束分解为单色光，并进行观测记录的设备称为光谱仪。
4、检测器--光电转换器件：光电转换器件是光电光谱仪接收系统的核心部分，主要是利用光电效应将不同波长的辐射能转化成光电流的信号。
（二）工作过程
ICP光谱主要的工作过程包括：由plasma提供能量使样品溶液蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射；将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱；用检测器检测光谱中谱线的波长和强度，可以简单的概括为激发、分光和检测。
（三）ICP发射光谱分析方法
1、定性分析：要确认试样中存在某个元素，需要在试样光谱中找出三条或三条以上该元素的灵敏线，并且谱线之间的强度关系是合理的；只要某元素的最灵敏线不存在，就可以肯定试样中无该元素。
2、定量分析：工作曲线法，标准样品的组成与实际样品一致，在工作曲线的直线范围内测定，使用无干扰的分析线。
3、半定量分析：有些样品不要求给出十分准确的分析数据，允许有较大偏差，但需要尽快给出分析数据，这类样品可采用半定量分析法。ICP光源的半定量分析尚无通用方法，因仪器类型和软件功能而异，应用不广泛。
二、钢铁中元素的分析
（一）实验条件
1、实验仪器：德国SPECTRO ARCOS SOP 光谱仪及附属设备（德国斯派克公司）。标准溶液：Cu、A1、Mn、Cr标准溶液用光谱纯试剂配制，5% HCI，l0ppm的浓度。
分析线：A1308.215nm，Co228.616nm，Cr286.257nm，Cu327.396nm，Mn293.306nm，Mo281.615nm，Ni341.477nm，Si251.612nm，
Ti368.519nm，V310.230nm。
2、干扰元素铁的溶液：用1000ppm的铁标准溶液作干扰元素的溶液，5%HCI。
3、样品分析：取0.1g屑状样品，用HCl（1：1）l0ml溶解，移入100ml容量瓶，用水稀释至刻度，点嫩等离子体后，吸喷去离子水10分钟，使仪器趋于稳定，二次测量之间水洗1分钟。
（二）仪器工作条件
发生器参数：等离子体功率1400w；泵转速30rpm；冷却气体流量13.00L/min；辅助气体流量1.50L/min；雾化器流量0.80L/min。
通用预冲洗参数：快速冲洗时间10s；快速冲洗转数63rpm；总预进样时间45s；正常转数30rpm。
等离子体点燃15min后可进行分析。分析前，为使分析线的峰值准确地正对出射狭缝，必须进行波长（ICAL）校正。将混合标准系列溶液引入炬焰，对仪器进行标准化，从低到高，再引入样品溶液到炬焰中激发，分析待测元素的浓度（mg/L）并储存数据。
实验结果分析
1、测定B元素，波长249.68nm
将等离子体的浓度分别为0ppm、1ppm、10ppm的标准溶液分别与各金属元素浓度进行线性拟合，标准曲线如图3：
線性方程为y=341.9x+2.468
线性相关系数R 2=0.9996
样品104中测定B浓度为0.053ug/ml，信号值为20.80。
样品112中测定B浓度为0.098ug/ml，信号值为36.19。
三、结束语
随着计算机技术的不断发展，ICP光谱仪具有越来越先进的功能，尤其是计算机控制、数据处理、数据分析等功能，都有了突破性进展。通过本文的分析和技术的应用，光谱仪还需进一步研究和改造，如在光谱抗干扰方面等等，以利于扩大适用范围。固体
进样ICP - OES法在钢铁及其合金分析中的应用已是人们感兴趣的研究领域，预计这种开发研究会持续很长一段时间。
参考文献：
[1]胡德声，周西林，李芬，刘爱芬.萃取分离一电感祸合等离子体原子发射光谱法测定钢铁中痕量硼[J].冶金分析，2015，35（6）.35-39.
[2]杨柳，陈燕萍，徐剑秋，盛政明.激光诱导击穿光谱在液体样品分析中的应用[J].激兴与光电子进展.2014（1）.51-52.
关键词：ICP光谱；钢铁分析；应用
ICP光谱在应用中也存在一定的缺点，所以，一定要注意应用事项，具体如下：仪器一定要有良好的使用环境，以保障等离子体光谱较好的使用效果，一般室温要求维持在70～75℃间的一个固定温度，室内湿度应小于70%，最好控制在45～60%之间，应有空气净化装置。
ICP仪作为一台精密测量仪器，还需要有相对稳定的电源，供电电压的变化一般不超过5%，必要时使用自动调压器或磁饱和稳压器，不能使用电子稳压器，以免引起误动作。实验室内需要采用排风机，排除仪器的热量及工作时产生的有毒气体等，需要经常进行除尘。对气体控制系统要经常进行检查和维护，可以做气体试验，以免影响测定。开机测定前，做好各项准备工作，切忌中途关停机，以免造成仪器损坏。
一、ICP光谱工作原理
（一）光谱仪的主要结构
光谱仪的整体结构可以参考图1：
其中各个部件的介绍如下：
1、进样系统：进样系统是icp仪器中极为重要的部分，也是icp光谱分析研究中最活跃的领域，按试样状态不同可以分别用液体、气体或固体直接进样。
2、电感耦合等离子体光源（icp）。
3、光谱仪的分光（色散）系统：复合光经色散元素分光后，得到一条按波长顺序排列的光谱，能将复合光束分解为单色光，并进行观测记录的设备称为光谱仪。
4、检测器--光电转换器件：光电转换器件是光电光谱仪接收系统的核心部分，主要是利用光电效应将不同波长的辐射能转化成光电流的信号。
（二）工作过程
ICP光谱主要的工作过程包括：由plasma提供能量使样品溶液蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射；将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱；用检测器检测光谱中谱线的波长和强度，可以简单的概括为激发、分光和检测。
（三）ICP发射光谱分析方法
1、定性分析：要确认试样中存在某个元素，需要在试样光谱中找出三条或三条以上该元素的灵敏线，并且谱线之间的强度关系是合理的；只要某元素的最灵敏线不存在，就可以肯定试样中无该元素。
2、定量分析：工作曲线法，标准样品的组成与实际样品一致，在工作曲线的直线范围内测定，使用无干扰的分析线。
3、半定量分析：有些样品不要求给出十分准确的分析数据，允许有较大偏差，但需要尽快给出分析数据，这类样品可采用半定量分析法。ICP光源的半定量分析尚无通用方法，因仪器类型和软件功能而异，应用不广泛。
二、钢铁中元素的分析
（一）实验条件
1、实验仪器：德国SPECTRO ARCOS SOP 光谱仪及附属设备（德国斯派克公司）。标准溶液：Cu、A1、Mn、Cr标准溶液用光谱纯试剂配制，5% HCI，l0ppm的浓度。
分析线：A1308.215nm，Co228.616nm，Cr286.257nm，Cu327.396nm，Mn293.306nm，Mo281.615nm，Ni341.477nm，Si251.612nm，
Ti368.519nm，V310.230nm。
2、干扰元素铁的溶液：用1000ppm的铁标准溶液作干扰元素的溶液，5%HCI。
3、样品分析：取0.1g屑状样品，用HCl（1：1）l0ml溶解，移入100ml容量瓶，用水稀释至刻度，点嫩等离子体后，吸喷去离子水10分钟，使仪器趋于稳定，二次测量之间水洗1分钟。
（二）仪器工作条件
发生器参数：等离子体功率1400w；泵转速30rpm；冷却气体流量13.00L/min；辅助气体流量1.50L/min；雾化器流量0.80L/min。
通用预冲洗参数：快速冲洗时间10s；快速冲洗转数63rpm；总预进样时间45s；正常转数30rpm。
等离子体点燃15min后可进行分析。分析前，为使分析线的峰值准确地正对出射狭缝，必须进行波长（ICAL）校正。将混合标准系列溶液引入炬焰，对仪器进行标准化，从低到高，再引入样品溶液到炬焰中激发，分析待测元素的浓度（mg/L）并储存数据。
实验结果分析
1、测定B元素，波长249.68nm
将等离子体的浓度分别为0ppm、1ppm、10ppm的标准溶液分别与各金属元素浓度进行线性拟合，标准曲线如图3：
線性方程为y=341.9x+2.468
线性相关系数R 2=0.9996
样品104中测定B浓度为0.053ug/ml，信号值为20.80。
样品112中测定B浓度为0.098ug/ml，信号值为36.19。
三、结束语
随着计算机技术的不断发展，ICP光谱仪具有越来越先进的功能，尤其是计算机控制、数据处理、数据分析等功能，都有了突破性进展。通过本文的分析和技术的应用，光谱仪还需进一步研究和改造，如在光谱抗干扰方面等等，以利于扩大适用范围。固体
进样ICP - OES法在钢铁及其合金分析中的应用已是人们感兴趣的研究领域，预计这种开发研究会持续很长一段时间。
参考文献：
[1]胡德声，周西林，李芬，刘爱芬.萃取分离一电感祸合等离子体原子发射光谱法测定钢铁中痕量硼[J].冶金分析，2015，35（6）.35-39.
[2]杨柳，陈燕萍，徐剑秋，盛政明.激光诱导击穿光谱在液体样品分析中的应用[J].激兴与光电子进展.2014（1）.51-52.