中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法测定金属镀锡层的厚度

金献忠, 谢健梅, 陈建国. 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法测定金属镀锡层的厚度[J]. 岩矿测试, 2015, 34(3): 286-291. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.004
引用本文: 金献忠, 谢健梅, 陈建国. 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法测定金属镀锡层的厚度[J]. 岩矿测试, 2015, 34(3): 286-291. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.004
JIN Xian-zhong, XIE Jian-mei, CHEN Jian-guo. Quick Measurement of Thickness of Tin Coating on Metal by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(3): 286-291. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.004
Citation: JIN Xian-zhong, XIE Jian-mei, CHEN Jian-guo. Quick Measurement of Thickness of Tin Coating on Metal by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(3): 286-291. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.004

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法测定金属镀锡层的厚度

  • 基金项目: 国家质检总局科技计划项目(2013IK010, 2012IK043)
详细信息
    作者简介: 金献忠, 博士, 高级工程师, 主要从事原子光谱/质谱分析. E-mail: jinxzh68@tom.com
  • 中图分类号: O657.63

Quick Measurement of Thickness of Tin Coating on Metal by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

  • 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)应用于测定金属镀锡层的厚度时激光脉冲能量的大小及其稳定性会影响分析结果的准确度。本文采用一款自制的皮秒激光剥蚀固体进样系统(psLA), 与ICP-MS联用建立了一种测定金属镀锡层厚度的方法。在激光脉冲能量为12 μJ, 散焦距离为625 μm的条件下采集锡和镀锡层基材元素检测同位素的时间分辨图, 根据提出的边界确定规则确定了剥蚀镀锡层的时间, 同时根据厚度标准片计算单位脉冲剥蚀量。该方法的单位脉冲剥蚀量为88 nm/pulse, 厚度分辨率为0.40 μm, 应用于测定钢镀锡厚度标准片、铜镀锡厚度标准片、有涂层马口铁和镀锡不锈钢带等样品, 测定值与认定值的最大偏差为0.5 μm。本方法避免了激光脉冲能量的不稳定使得单位脉冲剥蚀量发生变化的问题, 提高了镀层厚度测定的准确度, 适用于各种形态、各种规格金属镀层厚度的测定, 也可应用于生命科学、考古、环境、司法等领域。

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  • 图 1  不同激光脉冲能量剥蚀情况比较

    Figure 1. 

    图 2  散焦距离为625 μm时的时间分辨图

    Figure 2. 

    图 3  散焦状态下剥蚀坑的形貌图

    Figure 3. 

    图 4  (a)激光脉冲能量变化对剥蚀时间的影响及(b)有涂层马口铁的时间分辨图

    Figure 4. 

    表 1  样品分析结果

    Table 1.  Analytical results of the sample

    样品名称 镀层厚度(μm) RSD(%)
    (n=3)
    认定值 测定值 绝对偏差
    钢镀锡厚度标准片 0.70 0.60 0.10 3.9
    铜镀锡厚度标准片 13.2 13.7 0.5 2.5
    有涂层马口铁 0.24 0.40 0.16 8.9
    镀锡不锈钢 4.8 4.9 0.1 5.0
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出版历程
收稿日期:  2014-10-14
修回日期:  2015-05-11
录用日期:  2015-05-20
刊出日期:  2015-03-25

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