直讀光譜儀是一種通過(guò)檢測(cè)樣品被激發(fā)后的原子光譜強(qiáng)度，來(lái)得到樣品各元素含量的分析儀器。由此我們就可以看出，光譜儀器檢測(cè)的實(shí)際是樣品激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的光強(qiáng)度。為了把樣品的原子變成激發(fā)態(tài)，可以使用多種方法：直接插入到火焰或者等離子體中、擊穿氣體放電、激光等。

擊穿氣體放電尤其適合檢測(cè)金屬材料。依據(jù)儀器種類，一般分為兩種方法：電弧放電和電火花放電。在直讀光譜儀儀中，一般選擇穩(wěn)定性更好的火花放電，而不是更容易獲取的電弧放電。

火花放電最直接的作用是保證樣品中所含各元素能夠充分、穩(wěn)定的產(chǎn)生各個(gè)元素本身的特征光譜光。實(shí)際上，一次火花放電激發(fā)由每秒鐘上百次的電火花組成。其頻率和周期可以由火花發(fā)生器來(lái)調(diào)節(jié)。這樣可以確保有更好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

很多類型的材料（由于組織結(jié)構(gòu)的因素）需要得到很高的能量才能達(dá)到充分穩(wěn)定的原子化狀態(tài)，而在高能量狀態(tài)下原子化后的原子由于能量過(guò)大，激發(fā)光的狀態(tài)并不穩(wěn)定。大體上可以把放電過(guò)程分為兩部分

① 開(kāi)始時(shí)，先用大能量放電來(lái)對(duì)樣品表面進(jìn)行原子化處理，在這個(gè)過(guò)程中測(cè)量系統(tǒng)不采集數(shù)據(jù)。

試樣中大多數(shù)金屬元素都是以互相化合及相互熔融的形式存在，而且由于熱處理方式，如淬火、退火、鍛壓、澆注以及冶煉等的過(guò)程不同，均會(huì)使它們?cè)优c原子間的晶格排列發(fā)生變化，不同的晶格其鍵的結(jié)合能發(fā)生差異，會(huì)影響其熔點(diǎn)及導(dǎo)熱性，改變其被光源侵蝕的程度?；鸹ぐl(fā)光源由于這類光源的能量大、電蝕作用大，在較短時(shí)間使樣品表面局部熔融及均勻化，可以消除或減少試樣表面結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)的影響

② 當(dāng)原子化狀態(tài)達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)后，激發(fā)光源開(kāi)始更換一個(gè)小能量的放電對(duì)樣品進(jìn)行激發(fā)，使經(jīng)過(guò)充分激發(fā)的原子發(fā)出穩(wěn)定的元素特征光譜光。

③ 最后，我們?nèi)≈虚g最穩(wěn)定的過(guò)程開(kāi)始采集數(shù)據(jù)。

但是，火花放電同時(shí)也有著更加苛刻的要求。

首先，待分析的樣品必須遵從特定規(guī)則：樣品表面必須清潔平整。雜質(zhì)會(huì)污染分析結(jié)果。

其次，樣品需要放置在一個(gè)充滿氬氣的密封放電腔內(nèi)。

這樣的處理也有著諸多好處：氬氣是惰性氣體，反應(yīng)不活躍。在氬氣氛中，可以避免樣品/電極與空氣的反應(yīng)：使用火花放電方法可以獲得高達(dá)10000K的高溫，而不用擔(dān)心樣品的氧化，使樣品充分激發(fā)；電極腐蝕極少，鎢電極可以被幾乎無(wú)損地使用。

關(guān)于GNR元素分析解決方案

意大利GNR是一家專業(yè)的光譜分析儀器研發(fā)制造企業(yè)，總部位于意大利米蘭。產(chǎn)品涵蓋直讀光譜儀、油料光譜儀、X射線熒光光譜儀等。