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1、概念及結(jié)構(gòu)  

電感耦合高頻等離子體（ICP）是本世紀(jì)60年代提出，70年代獲得迅速發(fā)展的一種新型的激發(fā)光源。

等離子體是一種電離度大于0.1%的電離氣體，由電子、離子、原子和分子所組成，其正負(fù)電荷密度幾乎相等。整體呈現(xiàn)中性。

通常，它是由高頻發(fā)生器、等離子炬管和工作氣體等三部分組成。

高頻發(fā)生器的作用是產(chǎn)生高頻磁場以供給等離子體能量。感應(yīng)圈一般是以圓形或方形銅管繞成的2～5匝水冷線圈。

等離子矩管由三層同心石英管組成。外層石英管氣流Ar氣從切線方向引入，并螺旋上升，其作用有：**，將等離子體吹離外層石英管的內(nèi)壁，以避免它燒毀石英管；第二，是利用離心作用，在炬管中心產(chǎn)生低氣壓通道，以利于進(jìn)樣；第三，這部分Ar氣流同時也參與放電過程。中層石英管做成喇叭形，通入Ar氣，起作維持等離子體的作用。內(nèi)層石英管內(nèi)徑為1～2mm左右，載氣帶著試樣氣溶膠由內(nèi)管注入等離子體內(nèi)。試樣氣溶膠由氣動霧化器或超聲霧化器產(chǎn)生。

Ar做工作氣體的優(yōu)點：Ar為單原子惰性氣體，不與試樣組分形成難離解的穩(wěn)定化合物，也不會像分子那樣因離解而消耗能量，有良好的激發(fā)性能。本身光譜簡單。

2、ICP原理

當(dāng)高頻發(fā)生器接通電源后，高頻電流I通過感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場(橙色)。

開始時，管內(nèi)為Ar氣，不導(dǎo)電，需要用高壓電火花觸發(fā)，使氣體電離后，在高頻交流電場的作用下，帶電粒子高速運動，碰撞，形成“雪崩”式放電，產(chǎn)生等離子體氣流。在垂直于磁場方向?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電流（渦電流，蘭色），其電阻很小，電流很大(數(shù)百安)，產(chǎn)生高溫。又將氣體加熱、電離，在管口形成穩(wěn)定的等離子體焰炬。

在由三個同心石英管外套裝一個高頻感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈與高頻發(fā)生器連接。

3、焰區(qū)分類     

火焰可分為若干區(qū)，各區(qū)的溫度不同，性狀不同，輻射也不同。

（1）焰心區(qū)

感應(yīng)線圈區(qū)域內(nèi)，白色不透明的焰心，高頻電流形成的渦流區(qū)，溫度*高達(dá)10000K，電子密度高。發(fā)射很強的連續(xù)光譜，光譜分析應(yīng)避開這個區(qū)域。試樣氣溶膠在此區(qū)域被預(yù)熱、蒸發(fā)，又叫預(yù)熱區(qū)

（2）內(nèi)焰區(qū)

在感應(yīng)圈上10-20mm左右處，淡藍(lán)色半透明的炬焰，溫度約為6000 -8000K。試樣在此原子化、激發(fā)，然后發(fā)射很強的原子線和離子線。這是光譜分析所利用的區(qū)域，稱為測光區(qū)。測光時在感應(yīng)線圈上的高度稱為觀測高度。

（3）尾焰區(qū)

在內(nèi)焰區(qū)上方，無色透明，溫度低于6000K，只能發(fā)射激發(fā)電位較低的譜線。

4、ICP特點

優(yōu)點：

（1）線性范圍大，檢出限低；“趨膚效應(yīng)”，渦電流在外表面處密度大，使表面溫度高，軸心溫度低，中心通道進(jìn)樣對等離子的穩(wěn)定性影響小。也有效消除自吸現(xiàn)象，線性范圍寬（4～5個數(shù)量級）。

（2）溫度高，惰性氣氛，原子化條件好，有利于難熔化合物的分解和元素激發(fā)，有很高的靈敏度和穩(wěn)定性；

（3）ICP中電子密度大，堿金屬電離造成的影響小；

（4）自吸效應(yīng)、基體效應(yīng)小， Ar氣體產(chǎn)生的光譜背景??；

（5）無電極放電，無電極污染；

（6）應(yīng)用廣泛：70多種無機元素的定性、定量分析。環(huán)境化學(xué)、生物化學(xué)、海洋化學(xué)、材料 化學(xué)。

局限性：對非金屬測定靈敏度低，一般只能測定液體，儀器價格昂貴，維持費用較高。

原子發(fā)射光譜法四種光源的性能比較