ИСТИНА

Проект направлен на изучение влияния основы пробы и параметров испаряющего лазерного излучения на аналитический сигнал и сигналы сравнения (опорные) в методе атомно-ионизационной (АИ) спектрометрии с лазерным пробоотбором в пламя. Для выявления корреляций между аналитическим АИ и опорными сигналами впервые рассмотрены зависимости амплитудно-временных характеристик этих сигналов от плотности энергии лазерного излучения и состава твердой пробы, а также отношений величин этих сигналов, измеряемых одновременно для каждого лазерного импульса. Впервые предложены (сформулированы в виде определенного алгоритма действий) критерии выбора опорных сигналов, позволяющих наиболее полно учитывать влияние плотности энергии испаряющего излучения на величину аналитического АИ сигнала. Изучены корреляционные связи между аналитическим АИ и опорными оптоакустическим (ОА), атомно-эмиссионным (АЭ) или неселективным ионизационным сигналами. Найден диапазон значений энергии лазерного излучения, в котором АИ сигнал линейно зависит от энергии. При варьировании значений энергии испаряющего лазерного излучения построены корреляционные диаграммы аналитический сигнал - опорный сигнал, которые аппроксимированы уравнением линейной регрессии. Установлено, что тангенс наклона корреляционной линии монотонно изменяется с изменением концентрации определяемого элемента в твердой пробе, что позволяет использовать данную величину (тангенс) в качестве нормированного аналитического сигнала для построения градуировочных графиков. Применение предложенного способа корреляционного нормирования позволяет снизить в 10 раз предел обнаружения лития в алюминиевых сплавах по сравнению с известным в литературе значением. Предложен способ нормирования аналитического сигнала одновременно на несколько опорных сигналов. Разработана специальная методика нормирования в многомерном пространстве. Найдено, что угол наклона линии корреляции в трехмерном пространстве сигналов к плоскости опорных сигналов зависит от содержания определяемого элемента в твердой пробе. Поэтому в качестве аналитического сигнала предложено использовать величину тангенса этого угла. Применение такого подхода позволило значительно улучшить линейность градуировки. Показано, что такой вариант корреляционного нормирования приводит к совпадению градуировочных графиков для определения лития в сплавах Al-Sc-Li и Al-Mg-Li, что было невозможно сделать при использовании корреляционного нормирования только на один из опорных сигналов, или при использовании ранее известных способов нормирования. Найдено, что в области малых значений энергий испаряющего излучения корреляционная связь между аналитическим и опорными сигналами может быть аппроксимирована квадратичной зависимостью. Установлена причина такой нелинейности. Показано, что применение в качестве нормированного аналитического сигнала параметров этой квадратичной зависимости позволяет уменьшить влияние основы твердой пробы на аналитический АИ сигнал даже при малых значениях энергии испаряющего излучения. Для проверки универсальности предложенных вариантов корреляционного нормирования изучена возможность их применения для анализа не только металлических, но и неметаллических объектов – литиевых ферритов, полученных различными способами (с отжигом и без отжига). Корреляционное нормирование аналитического АИ сигнала на один из опорных сигналов как в области линейной, так и в области нелинейной связи не позволило устранить влияние микроструктуры феррита на аналитический сигнал и получить линейный градуировочный график для определения лития в этих пробах. В случае нормирования на пару опорных (ОА и АЭ) сигналов построен общий градуировочный график для определения лития в ферритах, полученных различными способами. Таким образом, разработанный метод корреляционного нормирования аналитического сигнала на два опорных сигнала может быть рекомендован для уменьшения влияния основы и микроструктуры пробы, а также параметров испаряющего лазерного излучения на результаты анализа в спектральных методах с лазерным пробоотбором.