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第1章 原子光谱分析概述1

1.1光谱分析概况1

1.2光谱分析的发展历史2

1.3原子光谱仪器的发展3

1.4原子发射光谱分析技术的进展5

第2章 原子发射光谱分析导论7

2.1光谱和光谱分析7

2.1.1光和光谱7

2.1.2原子光谱10

2.2原子光谱的基础概念10

2.2.1原子状态与光谱项10

2.2.2原子能级图11

2.2.3基态、激发态、亚稳态12

2.2.4共振线12

2.2.5原子线、离子线13

2.2.6激发能、电离能13

2.3原子发射光谱的基础理论14

2.3.1光谱光源等离子体14

2.3.2原子的碰撞与激发14

2.3.3激发态原子的辐射16

2.3.4激发过程19

2.3.5激发能级的分布20

2.3.6原子的电离21

2.3.7元素激发和电离与周期表的关系24

2.4原子发射光谱分析的基础25

2.4.1元素光谱线类型和波长分布25

2.4.2谱线的轮廓27

2.4.3谱线的强度36

2.4.4光谱定性分析49

2.4.5光谱定量分析52

2.5原子发射光谱的仪器结构53

2.5.1激发光源54

2.5.2色散系统62

2.5.3检测系统70

2.5.4数据处理和控制系统73

2.6原子发射光谱的仪器类型74

2.6.1火花光源发射光谱仪74

2.6.2电感耦合等离子体发射光谱仪74

2.6.3辉光放电光谱仪74

参考文献75

第3章 火花光源发射光谱分析76

3.1概述76

3.1.1发射光谱的电弧、火花激发光源77

3.1.2火花光源直读光谱仪的结构78

3.1.3火花光源直读光谱仪及其使用方式79

3.2火花光源的能量激发作用79

3.2.1火花激发光源的特点79

3.2.2火花放电的激发机理80

3.2.3火花放电特性与火花线路参数的关系81

3.3火花光源直读光谱仪的光源系统83

3.3.1火花光源的类型及其电路特点83

3.3.2高压火花光源83

3.3.3低压电容放电火花光源88

3.3.4整流火花发生器91

3.3.5高速火花光源92

3.4火花光源直读光谱仪的分光系统93

3.4.1凹面光栅装置93

3.4.2凹面光栅光谱仪主要性能96

3.5火花光源直读光谱仪的测量系统98

3.5.1光电转换器件98

3.5.2光电转换测光方式103

3.5.3火花光源光谱分析的测量技术108

3.6火花直读光谱仪的使用与分析方法119

3.6.1火花直读光谱分析的操作过程119

3.6.2仪器的使用规程123

3.6.3火花光谱分析样品的要求127

3.6.4标准化及标准样品129

3.6.5定量分析方法130

3.6.6分析质量及其监控133

3.6.7光电光谱分析的误差来源134

3.7火花光源发射光谱分析的应用134

3.7.1钢铁及合金测定135

3.7.2有色金属及合金的成分分析142

3.7.3机械工业材料的分析测定152

3.7.4航空及航天材料测定156

3.7.5火花光源发射光谱分析的其他应用161

3.8仪器的使用与维护166

3.8.1工作环境、安全保障及安装要求166

3.8.2辅助设备与气体供给167

3.8.3仪器日常维护、保养与调整167

3.8.4常见故障及排除169

3.9当前常用火花光源直读光谱仪170

参考文献176

第4章 电感耦合等离子体发射光谱分析177

4.1等离子体光源概述177

4.1.1等离子体概述177

4.1.2等离子体光源的分类及其特性177

4.1.3电感耦合等离子体（ICP）发展简史178

4.2 ICP光源物理化学性能特征179

4.2.1 ICP火炬的形成过程179

4.2.2 ICP环状结构与趋肤效应180

4.2.3 ICP火炬的温度与温度不均匀性及其分区181

4.2.4 ICP火炬温度的测量182

4.3 ICP光谱仪装置结构184

4.3.1 ICP光谱仪的组成部分184

4.3.2高频发生器185

4.3.3 ICP进样系统189

4.3.4分光系统204

4.3.5光电转换及测量系统215

4.4几种常见的ICP发射光谱仪225

4.4.1多通型凹面光栅光谱仪（Paschen-Rung型）225

4.4.2平面光栅扫描式（顺序式）光谱仪（Czerny-Turner 型）227

4.4.3组合型ICP光栅光谱仪232

4.4.4中阶梯光栅固体检测器件光谱仪（即全谱式光谱仪）233

4.5干扰效应与校正238

4.5.1光谱干扰与校正238

4.5.2基体效应（或基体干扰）与校正241

4.5.3背景干扰与校正242

4.5.4雾化干扰与校正243

4.5.5电离干扰与校正243

4.5.6化学干扰与校正244

4.6样品分解245

4.6.1溶解法246

4.6.2熔融法247

4.6.3烧结法（半熔法）247

4.6.4有机物样品的分解248

4.7标准溶液的制备248

4.7.1制备单元素标准储备液249

4.7.2制备混合多元素标准溶液的注意事项251

4.8 ICP发射光谱分析“技巧”253

4.8.1降低分析方法“检出限”的措施253

4.8.2提高分析方法“精密度”的措施256

4.8.3试样中分析高含量元素时应注意的问题257

4.8.4分析方法设定的要点259

4.9 ICP-AES分析技术的应用260

4.9.1钢铁、有色金属样品分析260

4.9.2岩石、矿物、地球化学样品分析272

4.9.3环境保护样品的分析278

4.9.4石油、化工样品分析280

4.9.5化工材料与产品的分析284

4.9.6食品、饮料样品分析290

4.9.7生物与植物样品（包括中草药）分析293

4.9.8稀土金属、稀土氧化物中稀土杂质元素与非稀土杂质元素样品分析295

参考文献313

第5章 辉光放电发射光谱分析314

5.1辉光放电的形成与基本原理314

5.1.1辉光放电的形成及其特点314

5.1.2辉光放电所产生的发射光谱317

5.2 Grimm型辉光放电光源321

5.2.1 Grimm型辉光放电光源的结构321

5.2.2 Grimm型辉光放电光源的供能方式322

5.3 Grimm型辉光放电光源的改进327

5.3.1气体喷射装置327

5.3.2第二阴极结构328

5.3.3微波增强328

5.3.4磁场效应329

5.3.5改变放电气体329

5.4辉光放电光谱仪器装置330

5.4.1辉光放电光谱仪器的基本装置（仪器基本结构及主要组成部分）330

5.4.2辉光放电光谱仪器的基本控制参数335

5.4.3典型的辉光放电光谱仪器介绍336

5.5仪器的使用与维护340

5.5.1工作环境、安全保障及安装要求340

5.5.2仪器使用要求及操作规程341

5.5.3选择测量技术343

5.5.4仪器的日常维护、保养与调整346

5.5.5常见故障及排除348

5.6辉光放电光谱分析法应用351

5.6.1成分分析351

5.6.2深度分析357

5.7辉光放电光谱分析的常用谱线360

参考文献363

第6章 光谱分析的误差统计及数据处理368

6.1分析数据的统计处理368

6.1.1分析数据的特点368

6.1.2光谱分析数据的特点369

6.1.3光谱分析数据的统计处理内容369

6.2光谱分析结果的误差分析370

6.2.1误差分析的基本概念370

6.2.2光谱分析误差的来源373

6.2.3光谱分析中的特征值——灵敏度、检出限和测定限375

6.2.4光谱干扰对测定误差的影响及其干扰校正377

6.3光谱分析数据的统计处理382

6.3.1几个常见的基本术语382

6.3.2数据的可靠性检验383

6.3.3分析数据的数字修约规则394

6.3.4校正曲线的回归分析394

6.4光谱分析中的不确定度395

6.4.1化学分析中的不确定度问题395

6.4.2“不确定度”的提出396

6.4.3不确定度的基本概念396

6.4.4不确定度的分类及表示方法397

6.4.5不确定度的评定方法398

6.4.6估计不确定度的方法399

6.4.7光谱分析中不确定度的计算401

6.4.8不确定度的应用410

参考文献410

附录411

Ⅰ.常用ICP发射光谱分析谱线与检出限411

Ⅱ.各种类型的发射光谱波长表与光谱图资料420