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技術(shù)文章

芬蘭Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀用于研究材料在高溫條件下的相變過(guò)程

閱讀:256          發(fā)布時(shí)間:2024-7-15

    熒光干擾、可見光干擾、高溫?zé)彷椛涓蓴_是傳統(tǒng)拉曼光譜儀測(cè)試過(guò)程中經(jīng)常遇到的難題,芬蘭Timegate公司的時(shí)間門控拉曼光譜儀可有效消除熒光干擾,提高測(cè)試信噪比,獲得高質(zhì)量的拉曼光譜。且,Timegate拉曼光譜儀既能夠在可見光環(huán)境下測(cè)試,也能夠測(cè)量高溫?zé)彷椛洵h(huán)境下(試驗(yàn)溫度可達(dá)2000)的材料性能和反應(yīng)過(guò)程,成功應(yīng)對(duì)高溫?zé)彷椛鋵?duì)拉曼光譜測(cè)試帶來(lái)的輻射干擾。Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀可以將拉曼信號(hào)和熒光信號(hào)進(jìn)行分離,使測(cè)量強(qiáng)熒光材料和高溫材料的拉曼光譜成為可能,為高級(jí)數(shù)據(jù)分析提供了全新的基礎(chǔ),提高測(cè)量的準(zhǔn)確和可靠性。

圖片1.png

1  芬蘭Timegate公司時(shí)間門控拉曼光譜儀測(cè)試原理

輝石具有不同的晶型,在高溫下會(huì)發(fā)生不同的相轉(zhuǎn)變。鋰輝石是輝石的一種,是一種單斜輝石礦物,是新能源行業(yè)常用的原材料,晶型轉(zhuǎn)變發(fā)生在1000以上。本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們將α-鋰輝石樣品加熱至1025~1075,利用Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀測(cè)試了鋰輝石樣品在高溫條件下的晶型轉(zhuǎn)變過(guò)程并獲得其轉(zhuǎn)化率曲線。

圖片2.png 

2  鋰輝石樣品高溫條件下的晶型轉(zhuǎn)變過(guò)程的測(cè)試裝置

我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀能夠很好地檢測(cè)α-鋰輝石向β-鋰輝石的轉(zhuǎn)化程度。實(shí)驗(yàn)溫度達(dá)到1075后,我們每隔5min分別采集一次拉曼光譜數(shù)據(jù),拉曼光譜圖如圖3所示。

圖片3.png 

3  α-鋰輝石向β-鋰輝石轉(zhuǎn)化的拉曼光譜圖

本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,我們也利用Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀研究了800~1200溫度范圍內(nèi)α-鋰輝石向β-鋰輝石的晶型轉(zhuǎn)變過(guò)程。實(shí)驗(yàn)證明,時(shí)間門控拉曼光譜儀可以成功應(yīng)對(duì)高溫?zé)彷椛鋵?duì)拉曼光譜測(cè)試帶來(lái)的輻射干擾,得到理想的拉曼光譜數(shù)據(jù)。 

圖片4-2.png

4  鋰輝石樣品高溫條件下的測(cè)試裝置圖

圖片5.png

5  鋰輝石樣品800~1200℃的時(shí)間門控拉曼光譜

Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀可以進(jìn)行連續(xù)的高溫測(cè)試,可用于識(shí)別礦物的不同晶型及晶型之間的轉(zhuǎn)化。伴隨著鋰輝石樣品從α晶型到β晶型的轉(zhuǎn)化,β/α強(qiáng)度比增加,αβ晶型強(qiáng)度可用于研究相應(yīng)的αβ鋰輝石的濃度變化。 

圖片6.png

6  不同晶型的鋰輝石在不同溫度/時(shí)間下的拉曼光譜

圖片7.png

7  鋰輝石樣品β/α強(qiáng)度比隨時(shí)間的變化趨勢(shì)圖

綜上所述,Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀可用于高溫條件下的拉曼光譜測(cè)試,能夠有效地抑制熒光干擾、并不受高溫?zé)彷椛溆绊?。時(shí)間門控拉曼光譜儀是一種非破壞性的分析方法,樣品無(wú)需進(jìn)行預(yù)處理、僅需要少量樣品就可以完成測(cè)試,為研究材料在高溫條件下的性能提供了重要的測(cè)試手段。Timegate時(shí)間門控拉曼光譜儀能夠有效地實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制與反饋,有助于優(yōu)化工藝參數(shù),提高研發(fā)和生產(chǎn)效率。

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