[发明专利]激光烧蚀电感耦合等离子体质谱原位统计分布分析系统

摘要

一种激光烧蚀电感耦合等离子体质谱原位统计分布分析系统，属于材料分析表征技术领域。包括激光烧蚀进样系统、ICP离子源系统、接口系统、离子传输系统、质谱检测系统、连续激发同步扫描的样品移动/定位系统和对采集到的质谱信号进行数学解析的信号处理系统。基于样品的连续激发同步扫描移动/定位和激光烧蚀ICP-MS的、可以实现金属或非金属材料非平整表面大尺度范围内化学成分及其状态的原位统计分布分析。优点在于，既可以用于金属样品，又适用于非金属样品；可分析低至0.1μg/g元素的含量和分布；比金属原位分析仪的灵敏度提高3个数量级；既适用于表面规则平整的样品，也适用于不规则或异型面样品。

主权项

一种激光烧蚀电感耦合等离子体质谱原位统计分布分析系统，用于金属或非金属材料表面大尺度范围内化学成分及其状态原位统计分布分析；其特征在于，包括激光烧蚀进样系统、ICP离子源系统、接口系统、离子传输系统、质谱检测系统、连续激发同步扫描的样品移动/定位系统和对采集到的质谱信号进行数学解析的信号处理系统；激光烧蚀进样系统的样品激发腔(4)通过一根连接管与ICP离子源系统的ICP炬管(8)相连，ICP离子源系统产生的离子束直接喷射在接口系统的采样锥(11)上进入接口系统，接口系统与离子传输系统相连，离子传输系统与质谱检测系统相连，质谱检测系统通过导线与信号处理系统相连，样品移动/定位系统的步进电机(26)通过导线与信号处理系统的控制机(21)相连，样品烧蚀进样系统与样品移动/定位系统相连；激光烧蚀进样系统，对固体样品采用脉冲激光烧蚀直接进样，产生的气溶胶被输送到ICP炬管，为分析提供样品；ICP离子源系统，将激光烧蚀产生的气溶胶进行激发，使待测成分离子化；接口系统，将大气压下在高温ICP离子源中形成的离子传输引入质谱仪的真空腔体；离子传输系统，去除中性粒子和光子，同时将进入质谱仪的样品离子收集和聚焦，以合适的动能和角度进入质谱检测器；质谱检测系统，使不同质荷比的离子进行分离和分别检测，得到相应的质谱信号；样品移动/定位系统，使样品能相对于激光烧蚀光源进行连续的一维、二维和三维移动，并能精确定位，同时能调节样品与激光器焦点的距离；信号处理系统，对采集到的质谱信号进行统计解析，通过软件得到材料大尺度范围内，任何位置空间坐标与化学成分含量的对应分布、最大偏析与最小偏析的空间定位、统计中位值、统计表观致密度、统计偏析度、统计符合度以及含量‑频度分布等表征材料性能的新信息。