激光烧蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术不仅可以对导体及非导体进行元素的成分含量分析, 而且还可进行元素分布及涂层深度表面微区分析, 故在元素分析领域引起广泛的关注。主要介绍了LA-ICP-MS的仪器装置及其表面微区分析理论, 同时对LA-ICP-MS在钢铁、 有色金属及半导体等材料科学领域中的元素分布及涂层深度表面微区分析应用进展情况进行回顾, 与SEM/EDS(扫描电子显微镜/能谱仪)、 EPMA(电子探针微区分析)、 AES(俄歇电子能谱)等传统经典的表面分析方法的比较, LA-ICP-MS具有无需或很少样品制备、 空间分辨率可调、 多元素同时分析及灵敏度高等优点, 目前LA-ICP-MS已成为这些经典表面微区分析工具强有力的补充。随着LA-ICP-MS分析技术进一步的发展与成熟, 相信不久的将来越来越多的元素分析工作者会使用这一强有力的分析工具, 它像LIBS(激光诱导击穿光谱)一样, 将会成为元素分析领域非常耀眼的一颗新星。

经典判断钢铁样品是否存在偏析带方法有金相显微及硫印方法, 其缺点在于分析速度慢, 且无法提供元素的含量分布信息。 文中在最佳实验条件下, 采用激光诱导击穿光谱(LIBS), 在空间横向分辨率约为100 μm左右对两块钢铁中低合金板坯及均匀样品扫描分析, 在建立校准曲线的基础上, 将元素强度二维分布转化为含量二维分布。 研究表明, 编号为86#样品C, Si, Mn, P, S及Cu等元素存在明显的偏析, 编号为174#样品C, Si, P, Ti等元素存在明显的偏析, 并对偏析带的宽度进行估算, 其偏析带的位置及宽度与金相显微分析方法相吻合。 对均匀样品扫描分析, C, Si, Mn, P, S等元素均匀分布, 不存在偏析带, 通过元素强度或含量二维分布图可间接反映样品的均匀性。 与传统的金相分析方法相比较, LIBS不仅可快速准确体现样品偏析带位置及宽度, 而且还可同时提供元素含量分布(如C, Si, Mn, P, S等元素)等方面的信息。 此方法可用于快速对钢铁样品是否存在偏析带及其宽度进行表怔, 从而为钢铁冶炼工艺的改进提供理论依据。