Анализ состава покрытий старинных хрупких металлических образцов с помощью двухимпульсного лазерного спектрометра

  • Ксения Федоровна Ермалицкая Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Полина Александровна Иванова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Яна Игоревна Матюш Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Исследованы возможности использования лазерной атомно-эмиссионной спектроскопии для элементного анализа многокомпонентных металлических артефактов железного века. Большое внимание уделено влиянию грязи, патины, ржавчины, окалины на процесс лазерной абляции и, как следствие, на относительную интенсивность спектральных линий. Предложен метод оценки толщины молекулярных соединений на поверхности металлических изделий для последующего исключения соответствующих спектральных данных из результатов элементного анализа. Установлено, что относительная интенсивность спектральных линий для современного образца будет значительно (до 30 %) выше, чем для артефакта, который длительное время находился под землей. Таким образом, количественный анализ с использованием градуировочных кривых, построенных на основе данных для современных стандартных образцов, даст неверные результаты. При этом переход от одноимпульсной лазерной абляции к двухимпульсной, приводящий к многократному увеличению относительной интенсивности спектральных линий, очень важен, так как позволяет значительно повысить чувствительность анализа и снизить ошибку.

Биографии авторов

Ксения Федоровна Ермалицкая, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, доцент; доцент кафедры лазерной физики и спектроскопии физического факультета

Полина Александровна Иванова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

студентка физического факультета

Яна Игоревна Матюш, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

студентка физического факультета

Литература

  1. Musazzi S, Perini U. Laser-induced breakdown spectroscopy. Berlin: Springer; 2014. 565 p. DOI: 10.1007/978-3-642-45085-3.
  2. Galbács G. Laser-induced breakdown spectroscopy in biological, forensic and materials sciences. Berlin: Springer; 2022. 313 p.
  3. Alberghina MF, Barraco R, Brai M, Schillaci T, Tranchina L. Integrated analytical methodologies for the study of corrosion processes in archaeological bronzes. Spectrochimica Acta. Part B: Atomic Spectroscopy. 2011;66(2):129–137. DOI: 10.1016/j.sab.2010.12.010.
  4. Abdelhamid M, Grassini S, Angelini E, Ingo GM, Harith MA. Depth profiling of coated metallic artifacts adopting laser-induced breakdown spectrometry. Spectrochimica Acta. Part B: Atomic Spectroscopy. 2010;65(8):695–701. DOI: 10.1016/j.sab.2010.03.017.
  5. Pitarch A, Queralt I, Alvarez-Perez A. Analysis of Catalonian silver coins from the Spanish war of independence period (1808–1814) by energy dispersive X-ray fluorescence. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2011;269(3):308–312. DOI: 10.1016/j.nimb.2010.11.045.
  6. Huletski DV, Ermalitskaia KF. Laser microanalysis of corroded ancient silver-copper coins. Vestnik BGU. Seriya 1. Fizika. Matematika. Informatika. 2016;2:21–25. Russian.
  7. Voropay ES, Gulis IM, Tarasau DS, Ermalitskaia KF, Samtsov MP, Radko AE, et al. Laser atomic emission spectrometer with achromatic optical system. Journal of Applied Spectroscopy. 2021;88(3):603–609. DOI: 10.1007/s10812-021-01215-2.
Опубликован
2023-02-02
Ключевые слова: лазерная атомно-эмиссионная спектроскопия, элементный анализ артефактов, сдвоенные лазерные импульсы, лазерная абляция
Как цитировать
Ермалицкая, К. Ф., Иванова, П. А., & Матюш, Я. И. (2023). Анализ состава покрытий старинных хрупких металлических образцов с помощью двухимпульсного лазерного спектрометра. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 78–84. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2023-1-78–84