LIBS 元素分析技術簡介

發展歷史

LIBS概念在上世紀60年代被首次提出以來，該技術就被公認為是一種前景廣闊的新技術，將會為分析領域帶來眾多的創新應用，一直以來都被應用于前沿科學研究領域；近十幾年不斷發展進步的激光技術和分光技術，為LIBS技術從科研實驗室分析技術普及成為工業現場實用分析儀器鑒定了硬件基礎。

現狀

一直致力于工業現場實用元素分析技術的美國Don Sackett 博士及其帶領的研發團隊，在成功研發了取得市場成功的Innov-X 手持式Alpha系列XRF分析儀， Omega系列XRF分析儀， Delta系列分析儀后，自2010年起，將目光鎖定在LIBS現場分析技術的研發方面，歷時6年，耗資上億美金。于2017年3月在美國市場推出手持碳鋼分析儀，獲得成功，產品發布現場獲得訂單；6月歐州市場取得同樣成功；9月進入中國市場，目前已獲的中科院，中石化等單位訂單。一時供不應求。

LIBS技術

LIBS是Laser-Induced Breakdown Spectroscopy（激光誘導擊穿光譜學）的簡稱，該技術通過脈沖激光聚焦樣品表面形成等離子體，利用光譜儀對等離子體發射光譜進行分析，以此來識別樣品中的元素組成成分，進而可以進行材料的識別、分類、定性以及定量分析。

手持式LIBS分析儀特點概要

LIBS 分析技術以以下獨特的性能彌補了工業現場傳統元素分析技術如手持熒光機，便攜式火花直讀機的不足，與手持X熒光機，便攜式火花直讀機一起成為現場元素分析必備設備，更是從事現場鋁合金分析，合金鋼分析，碳鋼分析人士的新寵。LIBS分析技術主要特點為：

l 安全，無輻射，克服工業現場傳統元素分析技術不足

l 分析速度快，操作簡單

l 輕元素分析性能，工業現場傳統元素分析技術不足

l 測試光斑小，特別適合微小區域材料分析、鍍層薄膜分析，LIBS的優勢

l 可以同時分析多種元素，集工業現場傳統元素分析技術優勢

l 基體形態多樣性 - 可以檢測幾乎所有固態樣品

軟件特性

SciAps Libs 分析儀器

儀器配置

1. 激發源：脈沖激光，激光脈沖50Hz；激光波長1064nm；每束脈沖激光功率為5.5毫焦耳

2. 激光等級：光學3B級；

3. 檢視窗口：藍寶石，高強度，有效避免窗口膜損壞；

4. 分析環境：空氣或氬氣雙模式；

5. 可探測波長范圍：190-950nm；型號不同，分析范圍有差異。

6. 波長分辨率：0.07nm

產品特點

1. 安全無X射線輻射，不需向環保局申請輻射儀器使用許可證，不需要每年定期聘請第三方環評公司出具輻射儀器環評報告；使用人員可以放心操作，不用擔心輻射累積導致的身體不可逆轉的損壞。

2. 快速識別合金牌號，鋁合金僅需1-2秒；

3. 一鍵式設計，操作非常簡單，無需專業人士操作；

4. 能快速測定C,H,Li,Be,B等輕元素，用戶根據需要選擇合適的分析曲線和配置；

5. 高清攝像頭，配合激光束，可進行微區準確分析；

6. Android智能操作系統，可隨時加載新的APP應用軟件

7. 待機長，配置兩節可充電鋰電池，單節電池至少可連續測試6個小時；

8.快速生成報告，一鍵共享測試結果

9. 藍寶石測試窗，高強度，有效避免窗口膜損壞

10. 維護成本低，沒有類似XRF探測器的昂貴易損件

內置攝像頭拍攝高清測試圖片

Android操作系統

分析優勢

11. 可檢測更多元素，例如鋁合金中的Li，銅合金中的Be；

12.允許客戶建立自己的合金庫及經驗測試模式：在已知某些樣品中某個元素的含量的前提下，可對這樣元素進行曲線擬合校正，從而達到定量分析未知樣品中該元素的目的。

13. 焊點測試:焊點材料對電力部件的性能影響很大，XRF合金分析儀需要加裝準直器才能實現3mm的聚焦測試，很多焊點不能測試。激光合金分析儀的光束只有10um，激發斑點不大于50um，再加上高清攝像頭，在焊點材料的快速測試方面有很大優勢。

14. 適應現場測試環境，自帶樣品清潔功能，一般無需制備樣品

15. Element Pro全元素掃描,瞬間時間未知樣品種的元素種類，科研及新材料研發利器；四川某客戶用Element pro 掃描出螺絲表面的H

16. 高溫管道檢測，由于激光合金分析儀的特殊構造，無需任何外加附件，即可直接對高溫管道進行測試。美國杜克能源公司采購了4臺LIBS，對油氣輸送管道中的Si元素含量進行篩查，當Si元素時，是一個潛在的安全隱患，需要采取進一步的管道維護措施

17. 微區微損分析，基本可以實現樣品的無損分析，在測試過程中會消耗少量的樣品，質量約為十億分之一克，在樣品上只留下微米級的痕跡。在脈沖期間，樣品表面的能量密度達到1 GW/ cm2，然而，測試一次的平均能量密度小于1W樣品的測試區域周圍沒有變熱。

18. Z型LIBS激光合金分析儀總覽