Процессы дугового возбуждения

Рассмотрим процесс поступления пробы в зону разряда при дуговом возбуждении. Угольный или графитовый диск касается поверхности жидкости, смачивается и, вращаясь, увлекает часть жидкости с собой. По мере подъема жидкости и приближения к зоне разряда она нагревается и начинает испаряться. При анализе высокомолекулярных нефтепродуктов наряду с испарением происходит разложение пробы, что также приводит к потере летучей части. Если электрод достаточно медленно вращается, к моменту входа в зону разряда дуги участок электрода успевает освободиться от жидкой основы пробы. Таким образом, непосредственному анализу подвергается не жидкая проба, а значительно обогащенный сухой остаток (зола). [c.32]

Угольная дуга постоянного тока. Наиболее распространенным источником излучения, обеспечивающим высокую чувствительность анализа диэлектрических порошков при испарении их из канала электрода, является простая угольная дуга постоянного тока. Однако интенсивность спектральных линий (гл. 4) здесь зависит от условий испарения и возбуждения много сильнее, чем в случае металлических образцов. Этот источник излучения особенно чувствителен к изменениям электрических параметров и геометрических размеров дуги, к физическим свойствам и физикохимическим процессам в анализируемой пробе, к эффектам взаимного влияния элементов и т. д. [2—5]. Следовательно, эффекты, сопутствующие дуговому возбуждению, можно либо скомпенсировать геометрическим, физическим и химическим способами, либо [c.116]

НОГО анализа необходимо очень тщательно выбирать место для обыскривания. Если необходимо, то с поверхности брикета следует снять слой такой толщины, чтобы состав новой поверхности соответствовал среднему составу пробы. Обратная сторона тонкого диска часто изменяется в такой степени, что ее использование может привести к погрешности результата анализа в несколько процентов. Разумно всегда (а в случае дугового возбуждения обязательно) использовать для каждого анализа новую таблетку. Предварительная тепловая обработка и подсушка брикетов улучшают стабильность процесса разложения материала. [c.126]

За время серии колебательных разрядов (цугов), происходящих после одного пробоя, или в течение апериодического разряда может существенно измениться отношение интенсивностей линий аналитической пары. Даже последовательность этих изменений различна для разных разрядных пробоев. Это определяется главным образом однородностью пробы. В случае дугового возбуждения наблюдается в целом та же картина, если даже используется дуга постоянного тока. Химические процессы и физические изменения, происходящие на поверхности электрода, изменения в точке, на которую опирается дуга, и ее перемещение проявляются в относительно быстрых флюктуациях А У. [c.203]

Приемник X перемещается вдоль спектра относительно быстро между демпферами и медленно в местах демпферов. Магнитное тормозное устройство автоматически включается и управляется сигналом, зависящим от отношения фототока приемника х к фототоку нулевой линии. Если середина выходной щели совпадает с серединой измеряемой спектральной линии, то фототок достигает своего максимального значения, и с помощью тормозной системы измерительный блок останавливается. В тот же момент включается потенциометрическое записывающее устройство и на регистрирующей ленте отмечается отклонение, соответствующее отношению интенсивностей (разд. 5.12.3 в [3]). Такой способ применяют в случае искрового возбуждения. При дуговом возбуждении в течение периода измерения от фотоумножителей, регистрирующих линии х и г, заряжаются накопительные конденсаторы, а регистрирующий потенциометр записывает отношение интегральных интенсивностей (разд. 5.12.2 в [3]). После выполнения этой операции измерительный блок X перемещается в соседнее место, определенное программной линейкой, и вышеописанный процесс повторяется. При этом в новом месте движущейся регистрирующей бумаги записывается отношение интенсивностей для соседней линии. [c.206]

Как видно из осциллограмм, на протяжении до 95% времени искровой разряд представляет собой нестационарный дуговой процесс, что особенно заметно на первой полуволне тока и напряжения. Между полуволнами существуют паузы тока. На кривых напряжения ясно выражены процессы повторного возбуждения дуги. [c.214]

При применении дугового источника возбуждения спектров также можно наблюдать неравномерное изменение относительной интенсивности спектральных линий в первые моменты времени после включения разряда, однако время обжига короче. Помимо процессов диффузии из глубинных слоев большую роль играют реакции окисления и азотирования па поверхности электродов. [c.116]

Молекулярный состав анализируемого элемента может изменяться как в самом анализируемом образце, так и вследствие химических процессов на электродах и в разряде во время анализа. Этот тип влияния наиболее резко проявляется в источниках возбуждения с низкой температурой и, прежде всего, в пламени, но его действие обнаружено также для дуговых и даже искровых разрядов. [c.240]

Работоспособность плазмотрона определяется катодом, который играет важную роль в процессе плазмообразования. Основные технологические показатели, характеризующие работу катодов при плазменных процессах максимально допустимая сила тока, эрозионная стойкость, способность к возбуждению дугового разряда и поддержанию его стабильного горения. В прилегающей к катоду области происходят важнейшие физические процессы, существенно влияющие на общую характеристику сжатой дуги. Вследствие высокой температуры сжатой дуги и большой плотности тока катоды работают в очень тяжелых термических условиях. Температура поверхности катода в местах локального контакта с плазмой может достигать 2000 - 4000 К и выше. [c.61]

Эти добавки регулируют процессы поступления пробы в зону разряда возбуждения атомов элементов в дуговой плазме, стабилизируют и в то же время уменьшает температуру дугового разряда, а с другой стороны, почти не влияют на интенсивность излучения линии мышьяка, некоторые даже снижают ее. Цри отсутствии добавки дуга горит нестабильно и для поддержания ее устойчивого горения в пробу добавляется фтористый литий. [c.88]

Из числа традиционных источников света (дуга, искра, пламя), а также некоторых других источников, применяемых в последнее время при анализе чистых веществ, дуговые источники, особенно дуговой разряд между угольными электродами, являются самыми распространенными. Это объясняется как весьма низкими значениями пределов обнаружения большого числа элементов, так и возможностью применения дуги, в первую очередь угольной, для возбуждения спектров материалов с самыми разнообразными физико-химическими свойствами, в том числе тугоплавких и труднолетучих материалов. Исследованию дугового разряда и, в частности, его аналитических возможностей посвящено огромное количество работ. В настоящее время основные явления и закономерности дугового разряда можно считать достаточно твердо установленными, хотя ряд вопросов вследствие многообразия и сложности процессов, происходящих в этом источнике, до сих пор остается не выясненным. Не касаясь здесь подробной характеристики и многих особенностей дугового разряда, описанных в специальных монографиях [838, 980], рассмотрим главный интересующий нас вопрос—о связи интенсивности излучения аналитической спектральной линии с содержанием определяемого элемента в пробе и с параметрами источника света. Установив эту связь, можно уяснить пути оптимизации условий дугового анализа с целью достижения наименьших пределов обнаружения элементов. Основное внимание будет уделено угольной дуге в соответствии с ее большим практическим значением для определения следов элементов. [c.85]

Полезные практические сведения содержатся также в работах [240, 244, 831]. Однако ряд вопросов, касающихся механизма возбуждения спектральных линий и некоторых других процессов, происходящих в дуговом разряде в атмосфере различных газов, остается еще невыясненным [240, 244]. [c.170]

Наложение магнитного поля на дуговой разряд уже давно используют для стабилизации дуги и улучшения воспроизводимости результатов анализа [237, 481, 104]. Особенности угольной дуги, стабилизированной магнитным полем, рассмотрены выше (Ьм. 4.2.4). В дополнение укажем, что наложение магнитного поля на дугу между металлическими электродами ослабляет окислительные процессы на электродах. Это, как и непрерывное вращение дуги по краю электрода, способствует более равномерному нагреву и поступлению пробы в разряд и наряду со стабилизацией условий возбуждения спектров существенно улучшает воспроизводи- [c.157]

При ручной сварке электрическая дуга горит между стальным (или угольным) электродом и деталью. Для зажигания дуги достаточно иметь небольшое напряжение — 60—70 в. Для возбуждения дугового разряда электрод сводят до соприкосновения с деталью, а затем быстро отводят на расстояние 3—4 мм. Длина электрической дуги в процессе сварки должна оставаться неизменной. Последнее является одной из основных трудностей для сварщика при выполнении сварных швов. [c.134]

В пламени при небольших концентрациях анализируемого щелочного металла рубидия число его ионов по отношению к числу нейтральных атомов значительно больше, чем при высоких концентрациях. Соответственно интенсивность дуговых линий растет при увеличении концентрации быстрее, чем обычно. Эта особенность в процессе возбуждения оказывается учтенной при построении градуировочного графика, который в области малых концентраций имеет большую крутизну (рис. 143). Но если в пробе одновременно присутству- [c.265]

Влияние давления газа на процесс возбуждения спектра может быть прослежено по изменению интенсивности излучения спектров инертных газов, заполняющих лампу. На рис. 16 представлены результаты измерений интенсивности для дуговых линий инертных газов. Из этого рисунка следует, что интенсивность излучения при уменьшении давления либо сохраняется постоянной (Ме), либо монотонно возрастает (Аг, Не, Хе), но во всяком случае не уменьшается. [c.69]

Наиболее важная причина, ограничивающая чувствительность и точность метода, — это, по нашему мнению, несовершенство применяемых источников возбуждения эмиссионного спектра. Они сегодня остаются в принципе такими же, как и несколько десятилетий назад, хотя электрические характеристики их значительно усовершенствованы и улучшены. Современные пламенные, дуговые и искровые способы испарения и возбуждения вещества приводят к большой потере полезного излучения — аналитического сигнала и к снижению чувствительности. Примитивные способы возбуждения атомов вещества в открытых источниках света находятся в явном противоречии с теоретическими возможностями эмиссионной спектроскопии, заключающимися в обратимости процессов возбуждения. Поэтому совершенствование имеющихся и создание новых источников возбуждения вещества и новых спектральных аппаратов, обладающих более четкой информацией, также относится к весьма актуальной и трудной задаче. [c.13]

Процессы на поверхности анода и катода в дуговом разряде заметно отличаются друг от друга. На алюминиевом электроде анодный кратер — узкий, глубокий и нагревается до высокой температуры (разд. 2.4.4 в [1]), а катодное дуговое пятно—широкое, неглубокое и нагревается до меньшей температуры. Так бывает, например, при анализе диэлектрических материалов в угольных электродах. Условия испарения анализируемой пробы при анодном возбуждении существенно отличаются от условий испарения при катодном возбуждении. Очевидно, что условия испарения анода и катода отличаются также и в том случае, когда оба электрода сделаны из анализируемого материала (метод пары электродов). [c.266]

Изменение излучения в течение относительно длительного времени дугового и искрового возбуждения уже обсуждалось (разд. 4.3.2). Было также подчеркнуто значение для аналитической практики так называемого процесса обжига в дуге или искре. [c.270]

Молекулы, присутствующие в П. газового разряда, вступают в разнообразные химич. реакции. Однако специфич. роль П. в этих реакциях не доказана. В плотной равновесной П. реакции протекают по чисто термич. механизму, а роль электрич. разряда сводится просто к нагреву. Таковы процессы фиксации атмосферного азота в дуговом разряде и электрокрекинга метана и других углеводородов для нолучения ацетилена. В разреженной неравновесной П. возбуждение молекул может происходить при прямом ударе быстрых электронов или ионов. Энергия возбуждения и испускаемого возбужденными атомами ультрафиолетового излучения в дальнейшем может использоваться для неравновесного протекания химич. реакций аналогично механизмам радиационной химии и фотохимии. Примером подобного процесса является получение озона в электрич. разряде. [c.21]

В дуге удается получить спектр почти всех элементов. Используется дуга постоянного и переменного тока. Для обеспечения непрерывности горения и стабилизации процесса разряда применяют специальные дуговые генераторы. Яркость дугового спектра достаточно велика, а иногда чрезмерна, что может явиться недостатком, так как значительно увеличивает фон. Не всегда достаточная воспроизводимость условий возбуждения в дуге ограничивает применение дуговых спектров в основном качественным и полуколичественным анализом. Существенным недостатком дуги является также значительное разрушение анализируемого образца. Повышение напряжения обычно улучшает стабильность дуги, что приводит к повышению точности анализа. Высоковольтная дуга питается напряжением в несколько тысяч вольт. [c.20]

Материал токопроводящей пробы наносится на поверхность спирали при возбуждении маломощного конденсированного искрового разряда между спиралью и пробой (рис. 1, а). Процессы нанесения пробы на вольфрамовый атомизатор и атомизация отобранного вещества разделены во времени, что позволило существенно упростить аппаратурное оформление метода по сравнению с дуговым атомизатором. [c.68]

Например, процессы испарения и возбуждения могут быть про ведены не только в пламенах различных типов (светильный газ— воздух ацетилен — воздух ацетилен — кислород), но и в много численных электрических источниках света — дуговых (4000— 7000 °К) или искровых (5000—10 000°К). Электрические разряды е нужными характеристиками можно получить с помощью генераторов. [c.390]

Один из возможных путей снижения пределов обнаружения— разработка методов эффективного использования существенно больших навесок в источнике возбуждения спектра. Имеются различные способы реализации такого метода анализа. Одним из них является значительное увеличение навески до 0,5 и даже 3 г при использовании так называемых камерных электродов [1]. Для осуществления этого приема потребовалась разработка способа эффективного нагревания массивных электродов с пробой. Для того чтобы интенсифицировать процесс испарения пробы, потребовалось дополнительно подогревать камерные электроды от независимого источника, либо путем пропускания через тигель-электрод тока большой силы [2, 3], либо за счет высокочастотного нагрева [4], либо путем дугового подогрева с использованием двойной дуги [5, 6]. Однако, несмотря на применение перечисленных приемов, метод камерного электрода обеспечивал эффективное испарение главным образом легколетучих примесей (Нд, 1п, РЬ, С(1, 5п и др.). [c.60]

Нестабильность процессов дугового возбуждения обусловлена рядом факторов. Хотя аналитические параметры дуги можно в значительной степени улучшить (разд. 2.4.4 в [1]), контролируя электрические параметры (разд. 4.3.1) и главным образом ток дуги, для эффективной стабилизации дуги необходимы вспомогательные приспособления. При испарениг проб из кратера использование подходя щих добавок (разд. 3.3.1) и в некоторо степени методика брикетирования (разд 3.3.2) служат для стабилизации возбужде ния диэлектрических материалов и посту пления их в плазму разряда. Однако, кро ме неравномерности переноса материала во времени, плазме дуги постоянного тока с высокой чувствительностью определения присущи заметные флюктуации ее геометрии и электрических параметров. Их можно подавить методами стабилизации, которые используют для источников излучения с металлическими образцами поток газа, внешнее магнитное поле и механическое перемещение образцов. Техника постоянной стабилизации дугового разряда, впрыскивания или вдувания порошковых проб и их перемещение в разряде будут обсуждены в отдельной главе. [c.129]

Алюминиевые противоэлектроды (содержание А1 от 99,99 до 99,999%) подходят для анализа не только алюминиевых сплавов, но и сталей [6]. Изоляционное кольцо из оксида алюминия, образующееся на поверхности пробы вокруг места обыскривания, содействует стабильности процесса обыскривания. Одно из преимуществ использования таких противоэлектродов состоит в их малой стоимости. Хотя чистый алюминий с трудом поддается механической обработке, из него все же можно приготовить противоэлектрод осторожным вытачиванием на токарном станке с помощью подходящих резцов (например, ЕРА199,99 Ы6РЗ,5). В случае тонких стержней (диаметром 3,0—3,5 мм) электроды проще изготовить путем заточки концов на токарном или заточном станке. Недостатком применения алюминиевых противоэлектродов является появление в некоторых областях в общем-то простого спектра широких полос оксидов, а при дуговом возбуждении— также низкая температура плавления алюминия. [c.91]

При ЭМИССИОННОМ спектральном анализе в дуговой или искровой плазме разряда происходят сложные процессы испарения, возбуждения, диффузии и излучения исследуемого объекта. Интенсивность аналитических линий в этом случае является функцией большого числа различных взаимодействующих, часто — трудноучитываемых переменных факторов. Это обстоятельство не только затрудняет изучение роли каждого из этих факторов, но и приводит к чрезвычайно трудоемкой работе по выбору оптимальных условий проведения спектрального анализа при разработке аналитических методик. Выборочные оптимальные условия являются в значительной мере условными, поскольку учесть все влияющие факторы и выделить из них доминирующий весьма трудно [1]. [c.160]

Петракиев и др. [43] при исследовании двухступенчатого процесса с возбуждением поперечным искровым разрядом использовали метод, разработанный Вукановичем и др. [44] для дугового разряда, возбуждаемого постоянным током. Эти авторы наблюдали увеличение интенсивности спектральных линий и рост отношения интенсивности спектральных линий к фону, как правило, не менее чем в два раза в тех случаях, когда разряд происходил в неоднородном магнитном поле с магнитной индукцией в несколько сотен гауссов. [c.103]

При анализе твердых в-в наиб, часто применяют дуговые (постоянного и переменного тока) и искровые разряды, питаемые от специально сконструир. стабилизир. генераторов (часто с электронным/управлением). Созданы также универсальные генераторы, с помощью к-рых получают разряды разных типов с переменными параметрами, влияющими на эффективность процессов возбуждения исследуемых образцов. Твердая электропроводящая проба непосредственно может служить электродом дуги или искры не проводящие ток твердые пробы и порошки помещают в углубления угольных электродов той или иной конфигурации. В этом случае осуществляют как полное испарение (распыление) анализируемого в-ва, так и фракционное испарение последнего и возбуждение компонентов пробы в соответствии с их физ. и хим. св-вами, что позволяет повысить чувствительность и точность анализа. Для усиления эффекта фракционирования испарения широко применяют добавки к анализируемому в-ву реагентов, способствующих образованию в условиях высокотемпературной [(5 — 7) 10 К] угольной дуги легколетучих соед. (фторидов, хлоридов, сульфидов и др.) определяемых элементов. Для анализа геол. проб в виде порошков широко применяют способ просыпки или вдувания проб в зону разряда угольной дуги. [c.392]

Начнем с рассмотрения процессов, связанных с м е-ханизмом возбуждения спектра. В смеси газов в большинстве источников света возбуждаются преимущественно атомы того компонента газовой смеси, у которого более низкие критические потенциалы. Это происходит потому, что температура источника обуславливается компонентом газовой смеси с более низким потенциалом ионизации. Для положительного столба тлеющего разряда это показано в работах Доргело [ ° ] и А, А. Зайцева Аналогичные условия наблюдаются в дуговом разряде р5]. Благодаря снижению электронной температуры разряда в спектре отсутствуют линии элемента с более высоким потенциалом возбуждения. При [c.135]

Наложение магнитного поля, на дуговой разряд уже давно используют для стабилизации дуги и улучшения воспроизводимости результатов анализа [237, 481, 104]. Особенности угольной дуги, стабилизированной магнитным полем, рассмотрены выше (см. 4.2.4). В дополнение укажем, что наложение магнитного поля на дугу между металлическими электродами ослабляет окислительные процессы на электродах. Это, как и непрерывное вращение дуги по краю электрода, способствует более равномерному нагреву и поступлению пробы в разряд и наряду со стабилизацией условий возбуждения спектров существенно улучшает воспроизводимость количественных определений элементов [104]. С целью лучшей стабилизации дуги постоянного тока, используемой для прямого анализа металлов и сплавов, предложено, кроме наложения на дугу стационарного магнитного поля, вращать металлические электроды вокруг своей оси с рааной скоростью в противоположных направлениях. [c.157]

При нормальном состоянии атома электрон находится на самой устойчивой орбите. Он переходит на орбиту с большим радиусом при возбуждении атома и совершенно уходит за пределы атома в процессе ионизацин. Возвраи1енне с внешней орбиты на внутреннюю может происходить за один переход или рядом последовательных переходов. Спектральные линии, характеризующие ионизированный атом, появляются только при наиболее энергичном воздействии, например в дуговом или некрозом спектре. В дополнение к объяснению длины волны линий уже известной в то время серии Бальмера, теория Бора предсказала другие спектральные серии, которые и были зателг [c.25]

Предложен новый способ эффективного использования большой навески пробы в дуговом источнике возбуждения, позволяющий в 10 и более раз повысить относительную чувствительность анализа различных порошкообразных проб. Анализируемую пробу (0,2—0,5 г) помещают в тонкостенный канал угольного электрода и закрывают пробкой в виде насадки из графита. Собранный камерный электрод устанавливают в специальном штативе (при этом продольная ось электрода параллельна оптической оси спектрографа), который обеспечивает поступательное (0,5—0,7 мм/с) и вращательное (18 об1мин) движение горизонтально расположенного рабочего электрода относительно неподвижного верхнего противо-электрода между электродами — камерным (анод) и конусным — зажигают дугу постоянного тока. В процессе экспозиции вся боковая поверхность электрода с пробой подвергается воздействию дугового разряда и определяемые примеси поступают в плазму через раскаленную графитовую стенку. [c.161]

В другом случае процесс протекает при низком напряжении, недостаточном для возбуждения дуговых разрядов, и разрушение металла имеет характер электрохимического растворения, обеспечивающего обработку по высокому классу чистоты, но с небольшой производительностью. Эта вторая разновидность акодно-механического процесса используется для операций чистовой обработки. [c.59]

Для анализа большинства материалов, которые могут быть переведены в порошкообразные окислы, применено возбуждение спектра в электриг ческом дуговом разряде с фотографической регистрацией. Порошкообразная проба испаряется из углубления в графитовом электроде дуги или вдувается потоком воздуха в дугу между графитовыми электродами. Эти методы обеспечивают возможность количественного определения меди, железа, кремния, магния, марганца и других примесей при их содержаниях 10 —10 % и используются при разработке технологии получения чистых тугоплавких металлов и их соединений. Методы внедрены на ряде заводов и применяются для контроля технологических процессов и качества готовой продукции. [c.8]