Ионообразование в плазме индуктивно-связанного разряда: моделирование и эксперимент

Abstract

Получены дальнейшие обоснования возможности применения метода равновесного термодинамического моделирования для изучения термохимических процессов в индуктивно-связанной плазме (ICP), используемой как в атомно-эмиссионной спектрометрии, так и в масс-спектрометрии (ICP-MS). Развита термодинамическая модель для центральною канала ICP, учитывающая все реальные исходные составы плазм и все потенциально возможные в равновесии компоненты Правильность разработанной модели подтверждена совпадением диапазонов экспериментальных и расчетных значений концентраций электронов в аналитической зоне ЮР. Рассчитаны степени ионизации 78 элементов в диапазоне температур 6000-9000 К с шагом в 1000 К. С использованием экспериментальных пределов обнаружения элементов методом ICP-MS и расчетных парциальных давлений их ионов в ЮР получены однозначные функции дискриминации масс регистрируемых ионов масс-спектрометром для многих приборов аргоновых ICP-MS различных фирм и гелиевого ICP-MS. Это позволяет корректировать градуировку приборов ICP-MS при многоэлементном полуколичественном анализе- Установлено, что матричные ионы вносят большой вклад в общий ионный ток ICP. Это подтверждается экспериментальными данными и свидетельствует о том, что температура в центральном канале ICP обычно менее 7000 К. Показана возможность применения разработанной модели для определения общего ионного тока и средней массы ионов на входе в интерфейс Это необходимо для количественного рассмотрения процессов потерь ионов при их транспортировке в ионном пучке.