ICP炬形成过程

通常使用的炬管是“ Scott Fassel” 型设计( Scott 等, 1974 ) 。它由3 个石英同心管组
成, 即外管, 中间管和样品注入管。外管内径为18mm, 长大约100mm, 中间管内径为
13mm, 样品注入管1. 5mm, 这两个管的开口端都短于外管的开口端。炬管的主要作用是
使等离子体放电与负载线圈隔开以防止短路, 并借助通入的外气流带走等离子体的热量和
限制等离子体的大小。炬管的材料, 现在多用石英。样品注入管一般采用石英、氧化铝、
铂金以及蓝宝石等制成。炬管水平安放在RF 线圈的中间, 离接口大约10 ～20 mm。当电
源接通, 有高频电流通过线圈时, 在石英管内产生交变磁场。如在石英管中插入一根铜
棒, 则铜棒内产生感应电流, 可把铜棒加热到很高的温度, 这就是高频加热的原理。如用
氩气代替铜棒, 因氩气是非导体, 电源接通后, 石英管内没有反应, 不能产生感应电流。
若用一高压火花使管内气体电离, 产生少量电子和离子, 则电子和离子因受管内轴向磁场
的作用, 在管内空间闭合回路中高速运动, 碰撞中性原子和分子, 使更多的气体被电离,
很快形成等离子体。因石英管内的电磁场方向和强度都是随时间而变化的, 所以电子在每
半周中被加速。被加速的电子( 离子) 遇到阻力( 电阻) 产生焦耳热, 因此又增加了电
离。这时可看到管内形成一个高温火球, 用气体将高温火球吹出管口, 即形成等离子焰炬。
——摘 电感耦合等离子体质谱原理和应用