选用火力发电厂锅炉受热面现场服役TP347H作为研究对象, 研究不同样品表面状态(打磨和未磨)的等离子体光谱特性.实验结果表明：随着激光击打次数的增加, 两种不同状态条件下获得的光谱数据的变化趋势存在较大差异;对于未磨样品, 在击打的过程中可连续探测到很强的Ca的特征谱线; 而对于打磨样品, 只在刚开始的几个激光脉冲中存在Ca的特征谱线.对TP347H本身含有的元素Fe、Mn来说, 未磨状态时, 随着激光击打次数的增加, 绝对光谱强度先迅速增加, 然后又慢慢减小; 打磨后的样品, 随着激光击打次数的增加, 绝对光谱强度先迅速增加,之后在一定范围内趋于稳定.未磨样品表面存在积灰黏结以及氧化层, 会在一定程度上增强探测的光谱强度、等离子体温度及电子密度, 而打磨之后有助于获取更加稳定的光谱数据.

为了将激光诱导击穿光谱(LIBS)应用到受热面金属材料特性的研究，选择不同晶粒度等级(7级、6级、5级和4级)的12Cr1MoV合金钢为对象，研究不同实验条件下（不同激光能量和光斑直径），12Cr1MoV晶粒度等级与激光诱导击穿光谱特性的关联性。研究结果表明，当光斑直径为206 μm时，在不同能量条件下，不管是基体元素Fe还是合金元素Cr的谱线强度，均与样品的晶粒度等级之间存在较好的关联性。分析Fe离子线与原子线比值时发现，当采用100.6 mJ激光能量、206 μm光斑直径时得到的拟合度达到0.987，优于直接根据谱线强度得到的拟合效果。

选用珠光体耐热合金钢12Cr1MoV作为研究对象，通过不同的热处理过程制备了金相组织为珠光体+铁素体、板条状回火马氏体+少量残余奥氏体、回火马氏体和回火索氏体的样品，对比分析了激光诱导击穿光谱（LIBS）的谱线强度、等离子体温度、电子密度以及Fe元素离子线和原子线谱线强度比与金相组织之间的关系。研究结果表明：回火马氏体的光谱强度最强，珠光体+铁素体和板条状回火马氏体+少量残余奥氏体的光谱强度接近，回火索氏体的光谱强度最弱；各样品的等离子体温度基本一致；回火马氏体的电子密度最大，其余样品电子密度基本一致；Fe元素离子线和原子线强度比与金相组织存在一定的关联性，说明LIBS技术具有分析锅炉受热面金相组织变化的潜在能力。