Procedimiento de análisis cuantitativo para el análisis de la composición elemental de materiales mediante la técnica LIBS.

Procedimiento de análisis cuantitativo para el análisis de la composición elemental de materiales mediante espectroscopía de plasma inducido por láser,

conocida como técnica LIBS, en el que se determinan las concentraciones de los elementos que componen un conjunto de muestras de materiales a partir de los cuales puede generarse un plasma inducido por láser que emite radiación, donde el procedimiento comprende los siguientes pasos:

1. un paso de obtención de los parámetros característicos de la parte del plasma cuya radiación es detectada por el sistema, incluyendo dichos parámetros la densidad de electrones Nze.j, la temperatura Tzj, el producto (Nl)zj de la densidad total N, incluyendo átomos e iones con una carga unidad para todos los elementos presentes en la muestra, por la longitud l a lo largo de la línea de visión y el producto (βA)zj del área A transversal a la línea de visión por el factor instrumental ß del sistema, definido como el número de recuentos obtenido por vatio de radiación acumulada, estando definidos los valores de los parámetros para distintos valores de los índices (j, z), el índice z tomando los valores z ≥ 0 para la región emisora de líneas de átomos neutros y z ≥ 1 para la región emisora de iones de carga unidad, el índice j tomando los valores j ≥ 0, 1, ..., n, correspondiendo el índice j ≥ 0 a un modelo de plasma denominado modelo de plasma homogéneo, en el que las regiones emisoras de líneas de átomos neutros e iones de carga unidad se consideran homogéneas y correspondiendo los valores j ≥ 1,...,n a un modelo denominado modelo no homogéneo, en el que las regiones emisoras de líneas de átomos neutros e iones con carga unidad se dividen en un número n de zonas, cada una de ellas considerada homogénea, definiendo el subíndice j el valor del parámetro en cada zona, obteniéndose también el valor límite para la validez del modelo no homogéneo de n zonas (τlΔλL)zlim, con z ≥ 0, 1, del producto τlΔλL, donde τl es la profundidad óptica de línea, definida por

**(Ver fórmula)**

donde C es la concentración del elemento en el material expresada en porcentaje atómico (at. %), donde σl es la sección transversal de línea, dada por la ecuación

**(Ver fórmula)**

donde Δ λL es la anchura Lorentziana de la línea, determinada multiplicando la anchura Stark w por la densidad de electrones Nze,0, donde kt es

**(Ver fórmula)**

donde e es la carga elemental, ε0 es la permitividad del espacio vacío, m es la masa del electrón, k es la constante de Boltzmann, λ0 es la longitud de onda central de la transición, gi es la degeneración del nivel inferior, Ei y Ek son las energías del nivel inferior y superior, f es la fuerza de oscilador, U es la función de partición de la especie emisora y ri es el factor de ionización, definido de la siguiente forma

**(Ver fórmula)** para átomos neutros

**(Ver fórmula)** para iones con una carga unidad

donde S10 es la relación, dada por la ley de Saha, entre la densidad de iones de carga unidad y la densidad de átomos neutros;