固态和液态钢的激光诱导等离子体的比较研究

摘要

比较了产生于室温固态钢以及高温液态钢上激光诱导等离子体的特征、原子铁的激发温度以及电子密度.通过波长范围为386 nm至400 nm的中性铁原子发射谱线,由波尔兹曼作图法确定了铁原子的激发温度.通过测量Al I 394.4 nm的谱线宽度,估算了电子密度.对固体钢来说,铁元素的激发温度从延迟时间为10μs时的10 800 K下降到延迟时间为80μs时的7 300 K.当延迟时间分别为10μs和70 μs时,产生于固态钢和液态钢上等离子体间的激发温度并没有显著差别.在铁元素和铝元素大部分的中性原子线中,可以观察到液态钢的谱线宽度比固态钢的谱线宽度更窄.当激光脉冲的观察延迟时间均为10 μs时,产生于液态钢上等离子体的电子密度大约为(0.99±0.15)×1017 cm-3,这是产生于固态钢上等离子体电子密度的46％.