Studium hloubkových profilů pomocí spektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu LIBS

Bc. Michaela Galiová, Ph.D.

Diplomová práce

Anotace:

Cílem této práce je prostudovat možnost využití spektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu LIBS pro hloubkové profilování pozinkovaných plech. V první ásti práce byl studován vliv podmínek ablace (energie pulzu laseru, zaostení laserového paprsku a ablaní atmosféra - vzduch, argon, helium) na intenzitu a prbh emisního signálu zinku. K mení byl použit Nd:YAG laser pracující pi základní vlnové délce 1064 nm a frekvencí 10 Hz. Ve druhé ásti práce byl sledován vliv podmínek ablace (energie pulzu laseru - 100, 75 a 50 mJ/pulz a ablaní atmosféra - vzduch, argon, helium) a asové prodlevy na prbh hloubkových profil zinku a železa. Hloubkové profily byly meny s využitím 5 vzork, které se liší tlouškou Zn vrstvy (6 mikrometrů - 24 mikrometrů) a jejím složením. Pi všech zkoumaných podmínkách a optimálním zaostení byl sledován jejich vliv na prmrnou ablaní rychlost (AAR) a hloubkové rozlišení. Pomocí optického profilometru byl men tvar vzniklých ablaních kráter a byla urena i jejich hloubka. Z takto zjištné hloubky kráteru byla vypoítána AAR, která byla porovnána s hodnotami získanými pomocí LIBS.

Abstract:

This diploma thesis deals with study of the feasibility of depth profiling of zinc-coated iron sheet by laser induced breakdown spectrometry (LIBS). In first part of this work, the influence of laser ablation conditions (laser pulse energy, focusing of laser beam and ablation atmosphere - air, argon, helium) on intensity and temporal signal of zinc was studied. The measurements were performed by Nd:YAG laser operated at its fundamental wavelength 1064 nm with a repetition rate 10 Hz. Second part was focused on the influence of laser ablation parameters (laser pulse energy - 100, 75, 50 mJ/pulse and ablation atmosphere - air, argon, helium) and delay time on depth profiles of zinc and iron. Measurements of depth profiles were accomplished using five samples at optimal laser beam focusing. These samples differ in thickness (in the range 6 micrometer- 24 micrometer) and composition of zinc layer. Average ablation rate and depth resolution were calculated at different ablation conditions. Then shape of ablation craters and their depth were measured by optical profilometer. AAR and depth resolution were calculated from gauged craters depth. These values were compared with AAR obtained by LIBS measurements.

Klíčová slova

Spektrometrie laserem indukovaného mikroplazmatu, laserová ablace, hloubkové profilování, hloubkové rozlišení, Zn vrstva Laser induced breakdown spectrometry, laser ablation, depth profiling, depth resolution, Zn coat

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2006

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 7. 6. 2006
• Vedoucí: doc. Mgr. Karel Novotný, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Chemie / Analytická chemie