2月19日，科技部網(wǎng)站發(fā)布關(guān)于發(fā)布重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)2016年度指南的通知，本指南共設(shè)置了關(guān)鍵核心部件、高端通用科學(xué)儀器和專業(yè)重大科學(xué)儀器3類任務(wù)，下設(shè)10個(gè)重點(diǎn)方向。其中核心關(guān)鍵部件開發(fā)與應(yīng)用中包括：源部件、探測(cè)器與傳感器、分析分離與控制部件。而空心陰極燈項(xiàng)目列于源部件項(xiàng)目的第一位, 為原子吸收光譜儀和原子熒光光譜儀等儀器提供核心部件。據(jù)業(yè)內(nèi)人士說，該考核指標(biāo)稍高于進(jìn)口產(chǎn)品的指標(biāo)，對(duì)于目前國(guó)產(chǎn)空心陰極燈相關(guān)企業(yè)來說，具有一定難度，但是，是完全可以達(dá)到的(具體指標(biāo)詳見文后)。
回顧歷史，在上世紀(jì)60年代，中國(guó)已經(jīng)研制出自己的空心陰極燈，與國(guó)外基本同時(shí)起步。如今，HCL國(guó)產(chǎn)廠商主要是有色金屬研究院、曙光明、河北衡水寧強(qiáng)光源等，國(guó)外廠商主要有賀利氏、珀金埃爾默、安捷倫(原瓦里安)等。近年來，中國(guó)市場(chǎng)HCL年銷售量約為10萬支，其中國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品占據(jù)了95%左右的市場(chǎng)份額。
但是，在高端空心陰極燈方面，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品還存在一定差距。“與進(jìn)口HCL比較，國(guó)產(chǎn)HCL在外觀、一致性方面有一定的差距，但是，性能方面的差距非常之小，而長(zhǎng)期穩(wěn)定性已經(jīng)完全沒有問題。” 生產(chǎn)工藝或生產(chǎn)技術(shù)方面是否還存在一些難點(diǎn)?對(duì)此，有色院李中建說，“HCL生產(chǎn)過程中手工作業(yè)的比例較大，但是，我們已經(jīng)在不斷改進(jìn)，嘗試投入更多的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。在生產(chǎn)工藝上還需要繼續(xù)提高，以克服一致性、噪音問題，以及整體的設(shè)計(jì)工藝。所以說，今年國(guó)家科學(xué)儀器重大專項(xiàng)支持的到來，對(duì)于促進(jìn)國(guó)產(chǎn)HCL產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一個(gè)非常好機(jī)遇。”
空心陰極燈產(chǎn)品概況
空心陰極燈(HCL)是原子吸收、原子熒光光譜儀必不可少的組成部分。原子熒光的燈和原子吸收的燈原理是一樣的，但是結(jié)構(gòu)上有一定的區(qū)別。
原子吸收的空心陰極燈有單元素?zé)?、多元素?zé)?、高性能燈和多陰極燈。最常用的空心陰極燈由一個(gè)鎢(W)棒陽極和含金屬元素或其合金的空心圓柱杯陰極組成。兩極之間充滿低壓的惰性氣體(Ne或Ar氣)，密封在一種特性玻璃筒里，應(yīng)用輝光放電和陰極濺射原理將HCL點(diǎn)亮。充Ne氣的HCL呈橘紅色，充Ar氣的HCL呈淺藍(lán)色。
單元素?zé)絷帢O由1種金屬元素或其合金構(gòu)成。多元素?zé)絷帢O由2～7種金屬元素合金或混合物構(gòu)成;優(yōu)點(diǎn)是可以在不換燈情況下連續(xù)測(cè)定多種元素，縮短預(yù)熱時(shí)間和換燈的麻煩;缺點(diǎn)：比單元素發(fā)射強(qiáng)度弱，有些元素搭配不當(dāng)會(huì)造成相互影響，并可能降低壽命。多陰極燈由一個(gè)陽極放置中間位置，其周圍放置6種金屬元素6個(gè)陰極。其原理與單元素(HCL)相同，其價(jià)格昂貴。
高性能燈除了和普通HCL一樣有1個(gè)陰極和1個(gè)陽極外，還增加了一對(duì)輔助電極。輔助電極間通過幾百mA的低壓直流電，使其產(chǎn)生電離的氣體原子流，使從空心陰極濺射出來的金屬原子與之碰撞后進(jìn)一步激發(fā)，從而提高共振線的強(qiáng)度。這種燈光強(qiáng)度比普通HCL強(qiáng)幾倍到幾十倍，不產(chǎn)生譜線變寬，適用于As、Sb、Bi、Se、Ag、Cd、Pb或某些稀土元素。
難以替代的空心陰極燈
空心陰極燈是原子吸收、原子熒光光譜儀的關(guān)鍵核心部件，而原子吸收、原子熒光光譜儀的市場(chǎng)規(guī)模都相對(duì)較大，儀器生產(chǎn)商數(shù)量非常多。其中，原子吸收光譜儀器是現(xiàn)代分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室必備的重要檢測(cè)手段，有著廣泛的應(yīng)用。據(jù)現(xiàn)有不甚完整的資料顯示，近年來中國(guó)市場(chǎng)原子吸收光譜儀器年銷售量約為5000多臺(tái)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)有AAS生產(chǎn)廠家達(dá)20家，國(guó)外在華廠商近10家。如普析通用、東西分析、上海光譜、北京海光、北京瑞利，島津、珀金埃爾默、德國(guó)耶拿、安捷倫、賽默飛、日立等。
而原子熒光光譜儀是我國(guó)少數(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)水平超過進(jìn)口的分析儀器。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)AFS的主要儀器廠商有10多家，有北京海光、北京吉天、北京瑞利、普析通用、廊坊開元、東西分析、金索坤、江蘇天瑞、卓信博澳、歐羅拉等。近年來，原子熒光光譜儀每年銷售量大致在2500~3000臺(tái)。
原子吸收、原子熒光光譜法是元素分析領(lǐng)域現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方法的主力軍?，F(xiàn)有各國(guó)頒布各類原子吸收光譜分析的標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)2600多個(gè)，中國(guó)頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)近800個(gè)。原子熒光光譜法在各個(gè)領(lǐng)域中先后建立了相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，截至2011年5月為止已建立的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)己達(dá)111項(xiàng)。正是這些標(biāo)準(zhǔn)的建立，有力推動(dòng)了原子吸收、原子熒光光譜儀的推廣和普及，現(xiàn)已成為眾多實(shí)驗(yàn)室常規(guī)的分析儀。
未來對(duì)HCL的需求與國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r息息相關(guān)。“目前，采購、使用原子吸收、原子熒光光譜儀的用戶多是基層單位和工業(yè)企業(yè)。”對(duì)于基層單位和工業(yè)企業(yè)，日常檢測(cè)的元素比較固定，且數(shù)量不多，對(duì)這樣的用戶原子吸收光譜儀器具有最好的性價(jià)比。而對(duì)于As、Hg等元素的檢測(cè)，原子熒光具有ICP-MS都不具有的優(yōu)勢(shì)，方法簡(jiǎn)便、靈敏度高，并且在儀器價(jià)格和使用成本上具有很大的優(yōu)勢(shì)，適合地級(jí)市等小型實(shí)驗(yàn)室及檢測(cè)中心的使用，符合中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀，是元素分析非常必要的補(bǔ)充儀器。
由于原子吸收、原子熒光光譜儀在未來的不可替代性，這樣大的一個(gè)‘用戶群’也為HCL打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得HCL也同樣具有了不可替代性?？深A(yù)見，未來20年內(nèi)HCL行業(yè)都會(huì)平穩(wěn)發(fā)展。
