Wyniki 1-4 spośród 4 dla zapytania: authorDesc:"Wojciech Skrzeczanowski"

Spektroskopia emisyjna ze wzbudzeniem laserowym w badaniach warstw wierzchnich metalowych dzieł sztuki

Czytaj za darmo! »

W spektroskopii emisyjnej wzbudzanej laserem, tzw. spektroskopii laserowej lub LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) wykorzystuje się analizę promieniowania plazmy wytwarzanej przez zogniskowany na powierzchni badanego obiektu impuls promieniowania laserowego. Ogólnie metoda LIBS polega na odparowaniu za pomocą lasera dużej mocy niewielkiej ilości badanego materiału oraz wytworzeniu plazmy emitującej promieniowanie ciągłe i liniowe. Analiza promieniowania liniowego emitowanego przez plazmę pozwala zidentyfikować pierwiastki występujące w badanej próbce. Natężenie promieniowania wytwarzającego plazmę powinno osiągnąć na powierzchni próbki co najmniej 0,1 GW/cm2 (zazwyczaj 1÷10 GW/cm2). Energia zaabsorbowanego promieniowania laserowego powoduje nagrzewanie, topnienie i parowanie ciała stałego (próbka może mieć też konsystencję cieczy lub gazu), a następnie dysocjację molekuł oraz jonizację atomów. Z odparowanego i zjonizowanego materiału, zmieszanego z gazami otaczającej atmosfery, powstaje plazma, której temperatura osiąga wartości w zakresie od 104 do 106 K. W takiej temperaturze plazma emituje promieniowanie o widmie ciągłym (hamowania i rekombinacyjne) oraz liniowe, charakterystyczne dla pierwiastków (atomów i jonów) tworzących plazmę. Analiza promieniowania liniowego pozwala zidentyfikować pierwiastki występujące w plazmie. Przy założeniu, że skład plazmy odpowiada składowi próbki (tzw. jonizacja stechiometryczna - jest to słuszne dla gęstości energii na próbce rzędu 1 GW/cm2) można uzyskać informacje ilościowe. W ciągu pierwszych kilkuset nanosekund od momentu wytworzenia plazmy w widmie dominuje promieniowanie ciągłe. Promieniowanie liniowe jest emitowane głównie przez jony. Po czasie około 300 ns natężenie promieniowania ciągłego maleje, rośnie natomiast natężenie promieniowania liniowego jonów oraz pojawia się promieniowanie liniowe atomów. W miarę jak obniża się temperatura plazmy, stopniowo maleje natężenie pr[...]

The analysis of LIBS spectra of graphene and C/Herex/C composite DOI:10.15199/28.2018.5.1


  1. INTRODUCTION LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) method consists in heating and evaporating (ablation) of a material with the use of a laser pulse and generating a plasma emitting both continuum and line radiation. Analysis of line radiation emitted by plasma allows to identify elements existing in the tested specimen. After focusing a laser beam on the specimen surface, a slight amount of the material is subjected to ablation and, as a result of laser radiation absorption, generates a plasma wherein it is possible to observe spectral lines of the elements evaporated from the specimen surface, the analysis of which enables obtaining of qualitative information on a chemical composition of the tested specimens [1, 2]. The paper presents a use of laser spectroscopy LIBS to identify materials and chemical composition of materials containing nanostructure of carbon. The results proved evident emission of molecular impurities of CN and C2 resulting from a number of carbon layers and hybridization of carbon atoms in a binding molecule. The authors of work [3, 4], considering investigations of Swan type carbon bands, indicate a necessity for precise theoretical calculations of emission spectra. The experimental tests proved that in the case of most of the measurements the results were compliant with a theory in the expected ranges of parameters for the resolution of temperature,background and spectrum. There were observed certain discrepancies resulting from temperature differences between band 504 to 517 and 550 to 564 mm at the delays of registration from 10 to 100 μs after a laser pulse. It was also observed that a standard deviation between the measured and the calculated bands is compliant with a lower temperature [4]. 2. THE AIM AND RESEARCH METHODS An experiment aimed at determining a chemical composition of a specimen of graphene paper and carbon composite was conducted with Laser Induced Breakdown Spectrosco[...]

Kolorymetryczna analiza wyników czyszczenia laserowego metalowych dzieł sztuki

Czytaj za darmo! »

Środowisko naturalne zawiera wiele agresywnych składników, które powodują, że metalowe dzieła sztuki ulegają ciągłym procesom korozji [1]. W celu stabilizacji ich stanu powstające nawarstwienia powinny być usunięte przed nałożeniem warstw ochronnych. Proces czyszczenia laserowego dzieł sztuki, po raz pierwszy zademonstrowany w latach 70. [2], jest obecnie zaakceptowaną procedurą w konserwacji [3]. Obiektem dyskusji są jednak wciąż granice stosowalności laserowego usuwania niepożądanych warstw powierzchniowych. W szczególności dotyczy to konserwacji metali, ze względu na wciąż nierozwiązane problemy dotyczące zachowania oryginalnej powierzchni, wiedzy o tworzeniu się niekorzystnych, laserowo indukowanych jej zmian, czy końcowej morfologii powierzchni naświetlonych obszarów [4, 5]. Tak jak większość nowych i często kontrowersyjnych technik konserwatorskich, czyszczenie laserowe poddawane jest szczególnie wnikliwym, specjalistycznym analizom, których celem jest potwierdzenie nieniszczącego charakteru tej obróbki. Prowadzone są również prace dotyczące nowych procedur czyszczenia laserowego minimalizujące jego wpływ na oryginalne podłoże historyczne. Stosowane są w tym celu metody diagnostyczne wykorzystujące najnowsze osiągnięcia inżynierii materiałowej, fizyki jądrowej oraz optoelektroniki [6÷9]. Podobnie jak w przypadku samych metod restauracji unikalnych dzieł sztuki, najbardziej akceptowalne przez środowisko konserwatorskie są nieinwazyjne metody analiz, pozwalające na ocenę efektów zjawisk towarzyszących oddziaływaniu silnego promieniowania laserowego z materiałem bez pobierania próbek i w miejscu ekspozycji dzieł. Rozwój kolorymetrii spektrofotometrycznej doprowadził do powstania szeregu niewielkich, przenośnych urządzeń, wyposażonych we własne źródła oświetlenia, wzorce, filtry i oprogramowanie umożliwiające wszechstronną analizę zmian kolorów badanych powierzchni [10]. Analizy kolorymetryczne stanowią jedną z najczęściej [...]

 Strona 1