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電感耦合等離子體的形成

2018-3-8 15:42:31

ICP的形成就是工作氣體的電離過程。為了形成穩定的ICP炬焰需要四個條件:  高頻高強度的電磁場  ,工作氣體 ,維持氣體穩定放電的石英矩管 ,電子離子源。    

       矩管是由直徑20mm的三重同心石英管構成。石英外管和中間管之間同10~20L/min的氬氣,其作用是作為工作氣體形成等離子體并冷卻石英矩管,稱為等離子體氣或冷卻氣。中間管和中心管通入05~1.5L/min氬氣,稱為輔助氣,用以輔助等離子體的形成。中心管用于導入試樣氣溶膠。石英矩管外套有高頻感應線圈,感應圈一般為2~4圈空心銅管。
        
       形成ICP焰炬通稱為點火。點火分三步:第一步是向外管及中管通入等離子體和輔助氣,此時中心管不通氣體,在矩管中建立氬氣氣氛;第二部向感應線圈接入高頻電源,一般頻率為27~40MHz,電源功率為1~1.5KW,此時線圈內有高頻電流及由它產生的高頻電磁場。由于在室溫下干燥的氬氣并不導電,不會在氬氣中產生感應電流,必須用其他方法使氬氣局部電離成為導體。高頻電磁場才能使它進一步電離形成等離子體。使氬氣部分電離的方法有兩種,一種是石墨棒加熱法,目前多用能產生尖端放電的高壓Tesla線圈,在管內氬氣流中形成尖端放電,使氬氣局部電離為導電體,并進而產生感應電流。感應電流加熱氣體,形成火炬狀 ICP炬焰。

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