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研究目标温度升高及空腔约束尺寸对激光诱导等离子体的影响

DOI:10.3390/met10030393 期刊:Metals 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: 本工作研究了样品温度对调Q掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器在基频1064 nm波长下产生的镁(Mg)和钛(Ti)等离子体的影响。我们观察到提高样品温度显著增强了等离子体的发射强度。对比100°C与300°C工况下的发射峰值强度,记录到后者较前者出现显著提升。这些结果表明提高样品温度对等离子体发射强度具有重要影响。我们还研究了等离子体动力学特性,发现升高样品温度会降低镁样品表面周围的空气密度??掌芏鹊慕档偷贾路涔碳跞醪⒓跎倥鲎哺怕?。此外,随着等离子体膨胀,其压力也随之下降。另外,我们采用圆形和方形腔体约束钛等离子体,探究了腔体尺寸对钛等离子体的影响。观察到圆形和方形腔体均普遍提升了发射强度,这归因于腔体内等离子体产生的冲击波对等离子体起到压缩效应。
作者: Hongbing Yao,Emmanuel Asamoah,James Kwasi Quaisie,Anita Asamoah,Kwaku Ayepah,Weihua Zhu,Pengyu Wei,Jiawei Cong,Lin Zhang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究样品温度升高和腔体约束尺寸增大对激光诱导镁(Mg)和钛(Ti)等离子体的发射强度及等离子体动力学的影响。

提高样品温度能显著增强等离子体发射强度并影响等离子体动力学。较小的腔体尺寸通过等离子体压缩效应提升发射强度和电子温度。研究结果表明,通过温度控制和腔体约束可优化激光诱导击穿光谱(LIBS)应用。

该研究仅限于特定激光和环境条件下的镁和钛合金。未探讨其他材料或不同环境条件的影响。

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