空心阴极灯构造解析

　　空心阴极灯构造解析

 

　　空心阴极灯(hollow cathode lamp,HCL)是一种特殊形式的低压气体放电光源，放电集中于阴极空腔内。当在两极之间施加200V-500V电压时，便产生辉光放电。在电场作用下，电子在飞向阳极的途中，与载气原子碰撞并使之电离，放出二次电子，使电子与正离子数目增加，以维持放电。正离子从电场获得动能。如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能，当其撞击在阴极表面时，就可以将原子从晶格中溅射出来。除溅射作用之外，阴极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内，再与电子、原子、离子等发生第二类碰撞而受到激发，发射出相应元素的特征的共振辐射。与此同时，HCL所发射的谱线中还包含了内充气、阴极材料和杂质元素等谱线。

 

　　元素空心阴极灯的构造详解

 

　　空心阴极灯作为一种稳定的锐线光源，能发射待测元素的特征谱线，在较低工作电流条件下，能辐射强度较大的特征谱线，谱线宽度窄，自吸效应小，空心阴极灯的辐射立体角小，在使用效果上近似于一个点光源，使灯辐射的特征谱线能量几乎全部从原子化器内通过，并进入单色器分光系统，使用寿命长，可长期存放，特征辐射谱线强度稳定性好，在特征谱线两侧的辐射背景低。如果金属在空气中稳定并具有高熔点，则阴极材料一般使用纯金属。如果金属本身比较脆，则一般使用烧结的金属粉末。如果金属本身在空气中比较活泼，或具有较高的相对蒸汽压，则一般使用金属的氧化物或卤化物。粉末技术也应用于制造含有多种被分析金属的多元素灯。

 

　　处理的步骤主要包括抽真空并在灯的外部保持一个适宜的高温，处理步骤可以使极性反转，以便锆阳极转变为阴极。对于杂质气体氧气和氢气锆电极是一种良好的“吸气剂”，如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能，当其撞击在阴极表面时，就可以将原子从晶格中溅射出来。除溅射作用之外，阴极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内，因此使用此电极能请除掉杂质气体。在放电时会有一层锆停留在的封套上，在靠近阳极附近会有一层黑色膜。这层活性膜能够吸收掉杂质气体，使灯中的气体纯化，直至zui后纯净的气体充满整个灯，然后进行封闭。