Líkan af ljómlínurófum fyrir litrófsgreiningu rafgass

Chemical analysis of metal samples is an important part of metal processing. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) uses short laser pulses to transi- tion the metal into plasma and then records the wavelength and intensity of the light emitted from electron transitions within the plasma. Models can help with the analysis of emission spectra for plasma spectroscopy by, for example, identify- ing isolated transition lines in spectra. This thesis introduces the most important factors needed to create a model of an emission spectrum. To replicate an emission spectrum from plasma it is important to know the electron density and temper- ature within the plasma. From the spectral line profiles within the measured spectrum the electron density of the plasma can be estimated. Three methods are introduced to estimate the plasma temperature but the Saha-Boltzmann plot was found to be the most reliable. This is tested on two metal samples, one solid and one liquid, both consisting mostly of aluminum where the electron density is found to be n_e = 5 × 10^16 cm^−3 in both cases but the plasma temperature is T_solid = 11200 K and T_liquid = 12800 K.Efnagreining málmsýna er mikilvægur þáttur í framleiðslu málma. Til þess að greina efni í málmsýnum er hægt að nota aðferð sem nýtir sér ljómlínuróf frá rafgasi sem myndast þegar stuttum púlsum af ljósleysi er skotið á sýnið og það hitað upp. Líkön geta aðstoðað við greiningu ljómlínurófa rafgasa til dæmis með því að ákvarða hvaða ljómlínur eru nægilega afmarkaðar til þess að hægt sé að nota þær í marktækar mælingar. Í þessari ritgerð eru mikilvægustu þættir líkan- agerðar af ljómlínurófum rafgasa kynntir. Til þess að herma ljómlínuróf rafgass er mikilvægt að vita hitastig rafgassins og rafeindaþéttleikann innan gassins. Hægt er að nota lögun mældra ljómlínutoppa til að ákvarða rafeindaþéttleikann. Þrjár aðferðir til að ákvarða hitastigið eru prófaðar og bornar saman en áræðanlegustu niðurstöðurnar fást með því að nota Saha-Boltzmann graf. Þessar aðferðir eru prófaðar á tveimur málmsýnum sem bæði eru mestmegnis samsett úr áli, en an- nað er á föstu formi og hitt fljótandi. Rafeindaþéttleiki beggja sýnanna er mæl- dur sem n_e = 5 × 10^16 cm^−3 en hitastig rafgasa þeirra var aðeins breytilegt eða T_fast = 11200 K og T_fljótandi = 12800 K