Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Метод ЛА МС-ИСП анализа с чувствительностью до единиц ppb (10 -7 мас. %) применяют для плотных твердых образцов (поперечные шлифы, поверхность металлов и сплавов, пластины и т. п). В последние годы метод опробован для анализа порошкообразных проб в виде таблеток со связующим компонентом [2]. Сведения о возможности изучения таблетированных без связующего проб методом ЛА МС-ИСП приведены в [3, 4]. Процесс испарения пробы происходит под воздействием лазерного пучка, мощность, энергия и площадь «пятна» которого определяются параметрами процесса ЛА. Их выбор влияет на качество, повторяемость формы и объема формирующегося кратера, т. е. на количество вещества, испаренного в течение единичного импульса, что в конечном итоге определяет интенсивность аналитического сигнала, а следовательно, и пределы обнаружения элементов. Важно, чтобы последовательные импульсы приводили к формированию кратеров строго цилиндрической формы (или другой, но строго повторяющейся в каждом единичном импульсе) в соответствии с заданным размером диаметра (или другой формой сечения лазерного пучка). В противном случае невозможно достичь воспроизводимых результатов и линейности градуировочных зависимостей из-за вариации количества испаренного вещества за единичный акт отбора пробы. От выбранных параметров ЛА-процесса зависит, как происходит эмиссия вещества пробы, его атомизация и формирование потока сухой аэрозоли к аналитическому средству измерения. В работах [5-7] показано, что таблетированный порошковый стандартный образец из ГСО 2462-82 апатитового концентрата может быть использован для проведения настроечных процедур масс-спектрометра “ELAN-9000 DRC-e” (Perkin Elmer, США) и ЛА МС-ИСП-анализа. В [1, 8 ] приведены сведения о выборе оптимальных параметров ЛА геологических проб, стандартного стекла NIST-612 и пластин ниобата лития. В [2] сделан акцент на том, что выявить строгие количественные связи особенностей испарения минерального вещества, его ионизации, аналитического сигнала с особенностями локальной кристаллохимии минерала в общем случае, по-видимому, не представляется возможным. Авторы отмечают, что на этапе плавления, испарения, транспортировки пробы в плазменный факел масс-спектрометра существенное влияние на аналитический отклик прибора оказывают эффекты элементного фракционирования. Это подтверждают результаты, приведенные в [9-11]. Имеющийся опыт по использованию лазерной абляции в масс-спектрометрическом анализе не дает однозначного ответа по выбору условий исследования состава и химической гомогенности проб и предопределяет актуальность решения проблемы выбора стандартных и эталонных образцов для ЛА МС-ИСП- анализа. Для порошковых таблетированных проб эта проблема мало изучена. Нами было определено соотношение физических параметров абляции между собой (рис. 1 и 2) и с чувствительностью измерений (рис. 3 и 4). Выявлена взаимосвязь интенсивности аналитического сигнала с диаметром лазерного луча, частотой следования лазерных импульсов, мощностью лазерного излучения. Рис. 1. Взаимосвязь частоты лазерных импульсов и энергии лазерного излучения Рис. 2. Зависимость энергии лазерного излучения от мощности Рис. 3. Влияние частоты импульсов лазерного луча на интенсивность аналитического сигнала алюминия. Образец — стандартное стекло SRM NIST-612 Рис. 4. Влияние мощности лазерного излучения на интенсивность аналитического сигнала кремния. Образец — стандартное стекло SRM NIST-612 599