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

В качестве аналитов процедуры оптимизации параметров ЛА МС-ИСП выбраны Al (33,6 мас. %) и Si (1,1 мас. %) в стандартном стекле SRM NIST-612, отношение массовых долей Al / Si в стандартном образце лучшим образом соответствует отношению Mg / Nb в ниобате лития. Локальный отбор пробы с поверхности образца производили с применением установки лазерного пробоотбора “UP-266 MACRO” (New Wave Research, США). Излучение Nd : YAG (иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом; длина волны излучения 266 нм) в ультрафиолетовом диапазоне длины волны. Из возможных значений диаметров лазерного пучка для проведения лазерного пробоотбора были выбраны значения 20-350 мкм. Как видно из рис. 1, изменение частоты следования лазерных импульсов не оказывает влияния на энергию лазера, подаваемую на образец, при этом увеличение диаметра лазерного пучка приводит к увеличению этого параметра. Рис. 2 отображает зависимость энергии лазерного излучения от мощности. Полученные зависимости позволяли проводить выбор диаметра лазерного пучка и его мощности для задания необходимой энергии излучения при анализе. Учитывали, что достижение высоких интенсивностей определяемых элементов при увеличении плотности энергии лазерного импульса или диаметра лазерного пятна может быть сопряжено с возникновением отложений компонентов пробы в приборе (высаливание, образование оксидов, статическая конденсация и так далее), конденсацией материала образца в системе транспортировки сухого аэрозоля и на стенках камеры, в которой расположен образец, что увеличивает погрешность определений. Уменьшение диаметра лазерного луча (20 и 35 мкм) и использование низкой частоты следования импульсов (менее 4 Гц) при невысокой мощности (до 40 %) приводило к увеличению осцилляций аналитического сигнала, что значительно осложняет определение оптимумов интенсивностей, необходимых для получения достоверных результатов определения концентрации по элементам, содержащихся в исследуемом образце. Таблетированные образцы диаметром 12 мм получали при одинаковых и повторяемых условиях прессованием в металлической обечайке при давлении ~ 10 6 Па. Сканирование поверхности таблетированных проб осуществляли лазерным пучком с плотностью энергии лазера > 15 Дж/см2. Мощность лазерного импульса 40-80 % от возможной величины (1 Вт), частота следования импульсов 5-8 Гц. Параметры работы масс- спектрометра были следующие: Neb. Gas Flow = 0,08-1,00 л/мин, Aux. Gas Flow = 1,0-1,40 л/мин, Plasma Gas Flow = 15,00 л/мин., Lens Voltage = 7-11 B, ICP RF Power = 1250,00-1350,0 Вт, Analog Stage Voltage = -1800,00­ 1900,00 B, Pulse Stage Voltage = 850,00-950,00 B. Использование сканирования поверхности лазерным пучком или послойный анализ пробы в результате прожига образца в точке локализации лазерного пучка дает возможность исследовать образцы на микрогомогенность их химического состава, в первую очередь, по легирующему компоненту. Метод минимизирует погрешность анализа из-за отсутствия стадии разложения (растворения), в которой возможны аналитические потери и приобретения. Отсутствие жидкой фазы в потоке пробы, подающейся в зону плазменного факела масс-спектрометра, исключает большинство спектральных полиатомных наложений. По данным результатов ЛА МС-ИСП-анализа стандартного стекла NIST-612, таблетированного ГСО 2462-82, и высокочистого аргона оценена погрешность и неопределенность анализа (пределы обнаружения (табл. 1 , 2 ). Таблица 1 Результаты количественного ЛА МС-ИСП-анализа стандартного образца SRM NIST-612 Аналит Концентрация, ppm Относительное стандартное отклонение Sr, % Погрешность Д, % сертификат или литературные данные [12-14] определено 1 2 3 4 5 Ag 22,0 ± 0,3 21,49 1,3 2,32 Au (5) 4,55 0,9 9,00 Ce (39,0) 39,08 3,2 0 ,2 1 Со 35,5 ± 1,2 37,25 4,2 4,70 Cu 37,7 ± 0,9 39,27 1,4 4,00 Dy (35,0) 35,84 0 ,8 2,40 Er (39,0) 39,55 3,9 1,41 Eu (36,0) 36,77 3,4 2,14 Gd (39,0) 38,97 6 ,1 0,07 Y 38 39,7 7,9 4,47 Yb (42,0) 42,86 0,5 2,05 Nd (36,0) 37,09 0,7 3,03 Ni 38,8 ± 0,2 39,94 1 ,2 2,85 Sm (39,0) 39,81 3,7 2,08 Th 37,79 ± 0,08 37,62 0,9 0,45 Hf 35 32,17 6 ,1 8,09 600