研究目的
检验原始激光诱导击穿光谱（LIBS）装置用于测定铅玻璃表面硬度随其化学成分变化的适用性。
研究成果
该研究成功证明，基于激光诱导击穿光谱（LIBS）的横向激励大气压二氧化碳（TEA CO2）激光系统能准确测定铅玻璃样品的表面硬度，其与维氏硬度测量值呈极佳线性关系。该方法具有半无损、成本效益高的特点，适用于各类玻璃材质及形状。
研究不足
该研究仅限于特定成分的铅玻璃样品，在未经进一步验证的情况下可能不直接适用于其他材料。激光诱导击穿光谱法（LIBS）虽然比维氏压痕法的破坏性小，但仍会造成轻微的表面损伤。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用基于TEA CO?激光器的LIBS装置进行无样品制备的光谱化学分析，通过测量锆离子与原子发射谱线强度比来估算表面硬度。
2：样品选择与数据来源：
采用传统熔融淬火工艺制备了五种含不同ZrO?量的铅玻璃样品，各样品化学成分均有详细记录。
3：实验设备与材料清单：
包括TEA CO?激光器、Carl-Zeiss PGS2单色仪、Apogee Alta F1007 CCD相机，以及用于维氏硬度测量的Buehler Micromet 5101显微硬度计。
4：实验流程与操作规范：
LIBS测量在大气压空气环境中进行，激光聚焦于靶材表面，发射光谱以时间积分模式采集。维氏硬度测试载荷为300 gf，保压时间15秒。
5：数据分析方法：
通过Zr(II) 355.66 nm与Zr(I) 360.12 nm发射谱线强度比评估材料硬度，并采用轮廓仪分析评估表面损伤。
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monochromator Carl-Zeiss PGS2
PGS2
Carl-Zeiss
Used for recording emission spectra in the time-integrated mode.
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Zygo NewView 7100 optical profiler
NewView 7100
Zygo
Used for profilometric analysis of the glass samples surface geometry.
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TEA CO2 laser
Used as the excitation source for plasma generation in LIBS measurements.
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CCD camera Apogee Alta F1007
Alta F1007
Apogee
Used for monitoring the emission spectra.
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Buehler microhardness tester model Micromet 5101
Micromet 5101
Buehler
Used for determining the microhardness of glass samples by Vickers indentation.
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