17674

17674

مطالعه كيفي و كمي تركيبات سيمان به روش فروشكست القايي ليزري

كارشناسي ارشد

فوتونيك

فروردين 1396

دكتر اسماعيل اسلامي

فيزيك

امروزه شناسايي مواد و تشخيص عناصر يكي از نيازهاي مهم در تحقيقات و صنعت به شمار مي‌رود. بهبود روش‌هاي شناسايي و تجزيه و تحليل مواد، همواره باعث دست‌يابي به پيشرفتي قابل ملاحظه در تحقيقات و صنعت شده است. روش طيف‌سنجي فروشكست القايي ليزري (LIBS)، به دليل دارا بودن مزايايي چون تشخيص سريع، دقت بالا، عدم نياز به آماده‌سازي نمونه، توانايي استفاده براي هر سه حالت ماده، همواره مورد توجه محققان بوده‌است. در مجموع امروزه تكنيكLIBS به طور گسترده‌اي در صنعت، زمين‌شناسي، علوم فضايي، نظامي، پزشكي، هنر، باستان‌شناسي و علوم گياهي مورد مطالعه قرار گرفته شده است. در روش طيف‌سنجي فروشكست القايي ليزري متمركز كردن يك پالس ليزري باعث كنده شدن حجم بسيار كوچكي از ماده نمونه مي‌شود در ادامه با جذب انرژي ليزر ماده‌ي كنده شده به پلاسما مي‌شود. گذشت زمان باعث سرد شدن و تابش پلاسما مي‌شود. به دليل اين‌كه طيف تابشي حاصل كنده‌گي ماده‌ي هدف است مكان خطوط طيفي معرف عناصر سازنده‌ي ماده‌ي نمونه مي‌باشد و شدت خطوط تابشي، بر‌آوردي از تجزيه و تحليلهاي كمي نمونه را فراهم مي‌سازد. در اين پايان‌نامه عناصر موجود در نمونه‌ها‌ي سيمان پورتلند با استفاده از روش LIBS شناسايي شده و مقدار عناصر در نمونه‌هاي مختلف مورد مقايسه قرار گرفته است. سپس با استفاده از اطلاعات بدست آمده از طيف تابشي، برقراري شرايط تعادل ترموديناميكي محلي و نازك بودن پلاسما از نظر اپتيكي مورد بررسي قرار گرفت و مشخصات ترموديناميكي پلاسما از قبيل دماي الكترون، چگال الكتروني به ترتيب با استفاده از روابط بولتزمن و ساها-بولتزمن محاسبه شده است. واژه‌هاي كليدي: طيف‌سنجي فروشكست القايي ليزري، شرايط تعادل ترموديناميكي محلي، دماي الكترون، چگال الكتروني، رابطه‌ي ساها-بولتزمن.

1396/04/31

1/1/1900 12:00:00 AM

Nowadays material identification and elements detection is an important equipment in research and industry. Improving methods of element detection and material analyzing, has led to considerable progress in research an industry. Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) method, because of the benefits of early detection, high precision, no need to sample preparation, capability for all three states of matter, has always been researchers interest. Totally LIBS technique has been widely used for studying in fields of industry, geology, aerospace, military, medical, art, archeology and science. In LIBS method, focusing a laser pulse would ablate a very small volume of sample material, in the following, laser energy absorbing change the ablated material in to the plasma. Over time, the plasma cools and radiate. Because the radiated spectrum is the result of the sample material ablation, the location of spectral lines represents the elements of sample material and the spectral lines intensity is an estimation of the sample quantitative analysis. In this thesis, the element of Portland cement samples is detected by LIBS methods and the amounts of elements is compared in number of samples. Then, using the results of radiative spectrum, the validity of Local Thermodynamic equilibrium (LTE) was investigated and the Thermodynamic parameters such as electron temperature and electron density was orderly calculated using Boltzmann and Saha-Boltzman equations. Keywords: Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Local Thermodynamic equilibrium, electron temperature, Electron density, Saha-Boltzman equation