Caracterización espectroscópica del plasma de aleación de cobre-hierro (Cu-Fe) utilizando LIBS, ICP-AES y EDX
Autores: Fayyaz, Amir; Iqbal, Javed; Asghar, Haroon; Alrebdi, Tahani A.; Alshehri, Ali M.; Ahmed, Waqas; Ahmed, Nasar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Caracterización espectral
Aleación de cobre y hierro
Espectroscopía de emisión óptica
Temperatura del plasma
Densidad de número de electrones
Condición de LTE
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo presente, demostramos una caracterización espectral de la aleación de cobre-hierro (Cu-Fe) utilizando espectroscopia de emisión óptica. El plasma de la aleación Cu-Fe se generó en la superficie de la muestra objetivo dirigiendo el pulso láser de Nd: YAG conmutado por Q de segundo armónico (2) con una longitud de onda óptica de 532 nm. El espectro de emisión óptica se adquirió utilizando cinco espectrómetros en miniatura que se encuentran dentro del rango de longitud de onda de 200-720 nm. El plasma de emisión fue caracterizado validando el equilibrio termodinámico local (LTE) así como la condición de plasma ópticamente delgado (OT). Además, la condición de LTE fue verificada utilizando el criterio de McWhirter, y la condición de OT fue validada comparando las relaciones de intensidad calculadas teóricamente con las experimentales. Se estimaron los parámetros del plasma, incluyendo la densidad de electrones y la temperatura del plasma. En la primera etapa, la temperatura del plasma se estimó utilizando el método de gráfico de Boltzmann y el método de dos líneas. El valor promedio calculado de las temperaturas del plasma fue de 8014 +/- 800 K y 8044 +/- 800 K utilizando los métodos de gráfico de Boltzmann y de dos líneas, respectivamente. En la segunda etapa, la densidad de electrones se estimó utilizando la ecuación de Saha-Boltzmann y el método de ensanchamiento de Stark (SBM). La densidad promedio calculada a partir del SBM fue de 2.73x10^16 cm^-3 y a partir de la ecuación de Saha-Boltzmann fue de 3.9x10^16 cm^-3, mostrando un buen acuerdo. Finalmente, se realizó un análisis composicional comparativo utilizando CF-LIBS, el Método de Intercepción de Boltzmann, EDX e ICP-AES, que mostró un buen acuerdo con la composición estándar.
Descripción
En este trabajo presente, demostramos una caracterización espectral de la aleación de cobre-hierro (Cu-Fe) utilizando espectroscopia de emisión óptica. El plasma de la aleación Cu-Fe se generó en la superficie de la muestra objetivo dirigiendo el pulso láser de Nd: YAG conmutado por Q de segundo armónico (2) con una longitud de onda óptica de 532 nm. El espectro de emisión óptica se adquirió utilizando cinco espectrómetros en miniatura que se encuentran dentro del rango de longitud de onda de 200-720 nm. El plasma de emisión fue caracterizado validando el equilibrio termodinámico local (LTE) así como la condición de plasma ópticamente delgado (OT). Además, la condición de LTE fue verificada utilizando el criterio de McWhirter, y la condición de OT fue validada comparando las relaciones de intensidad calculadas teóricamente con las experimentales. Se estimaron los parámetros del plasma, incluyendo la densidad de electrones y la temperatura del plasma. En la primera etapa, la temperatura del plasma se estimó utilizando el método de gráfico de Boltzmann y el método de dos líneas. El valor promedio calculado de las temperaturas del plasma fue de 8014 +/- 800 K y 8044 +/- 800 K utilizando los métodos de gráfico de Boltzmann y de dos líneas, respectivamente. En la segunda etapa, la densidad de electrones se estimó utilizando la ecuación de Saha-Boltzmann y el método de ensanchamiento de Stark (SBM). La densidad promedio calculada a partir del SBM fue de 2.73x10^16 cm^-3 y a partir de la ecuación de Saha-Boltzmann fue de 3.9x10^16 cm^-3, mostrando un buen acuerdo. Finalmente, se realizó un análisis composicional comparativo utilizando CF-LIBS, el Método de Intercepción de Boltzmann, EDX e ICP-AES, que mostró un buen acuerdo con la composición estándar.