7502型ICP光量计通过鉴定。目前我国已有多家厂
商在生产ICP-AES。与国际先进水平相比国产ICP-
AES还有较大差距，主要是高频发生器的稳定性还
有待提高。
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随着等离子体技术的发展，等离子体与其它
分析技术的联用也越来越普遍：
◆LC-ICP-AES 高效液相色谱与等离子体原子发
最常用的等离子体光源是直流等离子体喷焰 (DCP)、感耦高频等离子体焰(ICP)、容耦微波等 离子体焰(CMP)和微波诱导等离子体焰(MIP)等。
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直流等离子体喷焰 最早出 现的等离子体喷焰如右图所 示。它是由圆环状阴极(上 电极)和棒状阳极(下电极)构 成,由标准直流发生器供给 15~20A电流形成电弧放电， 用切向通入的氦气将等离子 体引出形成等离子体喷焰。
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电容耦合微波等离子体光源原理
1.氟塑料套筒 2.内导管 3.氧化铝陶瓷电极 4.同轴波导管 5.微波反射器 6.冷却水进出口 7.等离子体焰
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微波感生等离子体光源原理
1.进样管（接色谱柱出口）2.MIP 3.放电管 4.微波能量输入 5.观察窗 6.辅助气入口 7.溶剂排放口 8.进冷却水 9. 出水口
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子的热动能趋于相近，整个体系处于热平衡状态 ，气体温度和电子温度接近或相等。这种等离子 体被称为热等离子体。与此相反，如果气体在低 大气压下放电，电子密度较小，电子和重粒子之 间的碰撞机会较小，电子从电场中获得的能量不 易传递给重粒子。他们之间的动能相差较大，电 子的温度比气体中其他粒子的温度高很多，体系 处于非热力学平衡状态。因而被称为冷等离子体 。直流等离子喷焰、感应耦合等离子体放电属于 热等离子体，辉光放电灯和空心阴极光源属于冷 等离子体。若在感应耦合等离子体发生装置上装 上屏蔽圈，在适度减少维持等离子体的气体流量 也能产生冷等离子体。
和火花光源。1971年美国分析化学家法赛尔
(Fassel)在第19届国际光谱大会上做了长达74页
的专题报告，系统总结了各种等离子体光源的发
展和技术现状，标志着原子发射光谱进入等离子
体时代。正是有这样一批化学工作者的坚持不懈，
出现了等离子体原子发射光谱分析这个光谱分析
的新兴领域。
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ARL)和费希尔(Fisher) 科学公司的佳尔阿许
(Jarrell-Ash)分部
相 代 子投商 体继放品 光把市等 谱第场离仪一A开E的S辟推新了广阶IC应段P用-
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年代 作者或厂商
技术内容
非络伊德
1976年
(M.Floyed) 蒙塔塞 (A.Montaser)和法
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ICP-AES发展的初期几个主要阶段
年代
作者或厂商
技术内容
成果或产品
1942年
前苏联物理学家巴巴特
在大气中用无极放电产生等离子体 炬，但几秒种就使石英炬管烧熔
未能获得实用的稳 定的等离子火焰
1961～ 1962年
里德(Reed)
设计制造了通入切向气流获得稳定 的等离子火焰的石英炬管，并提出
可作为发射光谱分析光源
获得实用的稳定的 等离子火焰
美国法塞尔(V.A.Fassel) 1962年 和英国格林菲尔德
(S.Greenfield)
开展了等离子体光源 用于光谱分析的研究
组装了等离子体装
置，对检出限、光
1964～
法塞尔
发表了等离子体光源分析技术的 谱特性及干扰特性
1965年
和林菲尔德
第一批报告
进行了研究
1966年 1969年
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2.1.2 交流电弧 与直流相比，交流电弧的电极头
温度稍低一些，但弧温较高，出现的离子线比直
流电弧光源多。由于有控制放电装置，故电弧较
稳定。广泛用于定性、定量分析中，但灵敏度稍
差。这种电源常用于金属、合金中低含量元素的
定量分析。
2.1.3 火花 由于高压火花放电时间极短，故在这
0.6~1.0mm处各元素得到最大激发，其检出 限和稳定性都有较大改善。
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微波等离子体 微波等离子体采用微波(100M~ 100GHz)激发产生等离子体焰，是等离子体光源 的重要分支。又分为电容耦合等离子体(CMP)、 微波感生等离子体(MIP)和微波等离子体焰 (MPT)。 平板等离子体 是一年前珀金﹒埃尔默公司推出 的最新产品。检出限比以前低1~2个数量级，氩 气消耗量仅为ICP的一半。
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2.2等离子体的基本概念
等离子体是指被电离的气体。这种气体不仅含 有中性原子和分子，还含有大量的电子和离子， 因此，等离子体是电的良导体。之所以称之为等 离子体，是因为其中含有的正负电荷密度几乎相 等，从整体上来看整个体系是电中性的。
在近代物理中把电离度大于0.1%的气体称为 等离子体。因为这时气体的导电能力已达到最大 导电能力的一半。按照这个定义，电弧放电和火 光放电的高温部分，太阳和其它恒星的表面电离 层，都是等离子体，而一般的化学火焰，由于电 离度较小，不称之为等离子体。
后来又出现了“V”字形DCP光源。它是由两
个交叉放置的钨电极构成两极，其观察区在两
等离子体弧柱交叉交叉点的下部，可避开由弧
柱产生的很强的连续背景，有较好的检出限，
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漂移很大。为了改善 其稳定性，又出现了 三电极直流等离子体 光源。采用两个石墨 阳极和一个钨阴极构 成倒“Y”字形，样 品以液体形式喷入， 在距两阳极交叉点
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1955年澳大利亚物理学家沃尔什(A. Walsh)提
出了原子吸收分光光度新的测试方法之后，原子
吸收光谱法得到了迅速发展，很多光谱分析化学
家纷纷改行搞原子吸收光谱方法研究，给原子发
射光谱分析带来了严重的冲击。于是人们千方百
计地寻求一种新型激发光源来代替传统电弧光源
略低
1000~5000 好
溶液、碱金属、 碱土金属
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这种光源主要用于易熔金属合金试样的分析及 高含量元素的定量分析。 2.1.4等离子体光源 等离子体是一种电离度大于 0.1%的电离气体，由电子、离子、原子和分子所 组成，其中电子数目和离子数目基本相等，整体 呈现中性。
射光谱联用，将ICP作为高效液相色
谱的检测设备。
◆GC-ICP-AES 即将气相色谱与等离子体原子发
射光谱。
◆ICP-MS 即将等离子体与质谱联用。将ICP作
为质谱的离子源，将受光部分改为质
谱仪，不仅能进行高灵敏度的元素分
析，还能进行元素的状态分析。
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人，用一台2.5kw的高频加热设备改装成ICP发生
器，获得了很好的检出限。1977年吉林省铁岭市
电子仪器厂生产了我国第一台自激式等离子体发生
器(功率6kw，频率2MHz)的ICP装置商品仪器并获
得鉴定通过。后来，上海纸品厂、北京地质局实验
室和北京广播器材厂等单位生产的低功率发生器相
继投放市场。1985年北京第二光学仪器厂生产的
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第二节 发射光谱的产生
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2.1光源
要产生光谱，就必须能提供足够的能量使试样 蒸发、原子化、激发，产生光谱。
目 前 常 用 的 光 源 有 高 温 火 焰 、 直 流 电 弧 (DC arc)、交流电弧(AC arc)、电火花(electric spark) 以及电感耦合高频等离子体(ICP)。 2.1.1 直流电弧 直流电弧的最大优点是电极头 温度相对比较高(40007000K，与其它光源比)， 蒸发能力强、绝对灵敏度高、背景小；缺点是放 电不稳定，且弧较厚，自吸现象严重，故不适宜 用于高含量定量分析，但可很好地应用于矿石等 的定性、半定量及痕量元素的定量分析。
年代
作者或厂商
技术内容 成果或产品
1974~ 1975
年
法塞尔和博蔓斯 (P.W.J.M.Boumans)
提 同 等 谱 条时 离 件出 分测 子 的多 析定 体 报元 折的光告素 中等的品1系准k离性仪w统备子能器5研了0体，的究条M光为生H了件源商产z
1975 年前 后
鲍希隆公司应用研究 所(Baush & Lomb
(C.D.Allemand) 光分析光谱仪的商品仪器
1982年 日本 岛津制作所
低功率氮冷等离子体光源商 品仪器
1982年 佳尔阿许公司 n+m型等离子体光谱仪
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我国等离子体光谱分析技术研究几乎与世界同时
起步。1974年，北京化学试剂研究所的许国勤等
一瞬间内通过分析间隙的电流密度很大(高达
1000050000 A/cm2，因此弧焰瞬间温度很高，
可达10000K以上，故激发能量大，可激发电离电