簡介
火焰原子化器(Flame atomiser)主要套用於原子吸收，原子螢光光譜。它由霧化器、霧化室和燃燒器三部分組成。是利用火焰使試液中的元素變為原子蒸汽的裝置。常見的燃燒器有全消耗型(紊流式)和預混合型(層流式)。它對原子吸收光譜法測定的靈敏度和精度有重大的影響。
主要部件
霧化器
霧化器的作用是將分析樣品物化。通常採取氣動同心霧化器。具有一定壓力的壓縮空氣作為助燃器進入霧化器，從樣品毛細管周圍高速噴出，被通入的助燃氣飛散成霧滴（氣溶膠）。霧滴越細越易乾燥、融化、汽化，生成自由原子也就越多，測定靈敏度也就越高。霧化室
霧化室的作用是使試液霧進一步細化並與燃氣均勻混合，以獲得穩定的層流火焰。為達此目的，常在霧化器設有撞擊球，擾流器及廢液排出口等裝置。大霧滴或液滴凝集後由廢液口排出，之後直徑小而均勻的細小霧粒被引進燃燒器。燃燒器
燃燒器的作用是產生火焰並使樣品原子化。被霧化的試液進入燃燒器，在燃燒的火焰中蒸發、乾燥形成乾氣溶膠霧粒，再經融熔化、受熱解離成基態自由原子蒸氣。燃燒器應能使火焰燃燒穩定，原子化程度高，並能耐高溫，耐腐蝕。燃燒器具有單縫和三縫兩種，常用的燃燒器是單縫的，對空氣-乙炔火焰，其縫長10-300px，縫寬0.5-0.7mm。也有三縫火焰，它可以增加火焰的寬度。
工作原理
在火焰原子化中，是通過混合助燃氣(氣體氧化物)和燃氣(氣體燃料)，將液體試樣霧化並帶入火焰中進行原子化。將試液引人火焰並使其原子化經歷了複雜的過程。這個過程包括霧粒的脫溶劑、蒸發、解離等階段。在解離過程中，大部分分子解離為氣態原子。在高溫火焰中，也有一些原子電離。與此同時，燃氣與助燃氣以及試樣中存在的其它物質也會發生反應，產生分子和原子。被火焰中的熱能激發的部分分子、原子和離子也會發射分子、原子和離子光譜。複雜的原子化過程直接限止了方法的精密度，成為火焰原子光譜中十分關鍵的一步
火焰類型與性質
火焰類型
燃氣 | 助燃氣 | 溫度（/℃） | 最大燃燒速度（cm/s） |
|---|---|---|---|
天然氣 | 空氣 | 1700-1900 | 39-43 |
天然氣 | 氧氣 | 2700-2800 | 370-390 |
氫氣 | 空氣 | 2000-2100 | 300-440 |
氫氣 | 氧氣 | 2550-2700 | 900-1400 |
乙炔 | 空氣 | 2100-2400 | 158-266 |
乙炔 | 氧氣 | 3050-2150 | 1100-2480 |
乙炔 | 氧化亞氮 | 2600-2800 | 285 |
火焰的構造
如圖所示，預混合火焰結構大致可分為四個區域:乾燥區、蒸發區、原子化區和電離化合區。乾燥區是燃燒器靠縫隙最近的一條寬度不大、亮度較小的光帶。大部分試液在這裡被乾燥成固體顆粒。
蒸發區亦稱第一反應區。通常有一條清晰的藍色光帶。該區因燃燒尚不充分，溫度還不高。乾燥的固體顆粒在這裡被熔化、蒸發。
原子化區是緊靠蒸發區的一小薄層，燃燒完全，火焰溫度最高，是氣態原子密度較高的區域，故是火焰原子光譜法重要的光譜觀測區。
電離化合區，亦稱第二反應區。由於燃料氣在這個區充分燃燒，溫度很高，而再往外層，由於冷卻作用，火焰溫度急劇下降，導致部分原子被電離，部分原於由於產生強烈高溫化合作用而形成化合物。
自由原子分布
自由原子在火焰中的空問分布與火焰類型、燃燒狀態和元素性質有關。如下圖是三種元素的吸收值沿火焰高度的分布曲線。鎂最大吸收值大約在火焰的中部。開始吸收值沿火焰高度的增加而增加，這是由於長時間停留在熱的火焰中，產生了大量的鎂原於。然而當接近第二反應區時，鎂的氧化物明顯地開始形成。由於它不吸收所選用波長的輻射，以致使鎂的吸收值很快下降。
燃氣與助燃氣的比例
中性火焰這種火焰的燃氣與助燃氣的比例與它們之間化學反應計量關係相近。具有溫度高、干擾小、背景低等到特點，適用於許多元素的測定。
富燃火焰
富燃火焰即燃氣與助燃氣比例大於化學計量。這種火焰燃燒不完全、溫度低、火焰呈黃色。富燃火焰背景高、干擾較多，不如中性火焰穩定。但由於還原性強，適於測定易形成難離解氧化物的元素，如:鐵、鑽和鎳等。
貧燃火焰
燃氣和助燃氣的比例小於化學計量。這種火焰的氧化性較強，溫度較低，有利於測定易解離、易電離的元素。如鹼金屬等。
