JP2002243670A - 粘着性試料のｘ線分析方法、これに用いる試料保持用の補助具および試料ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘着性試料を高感度かつ高精度で分析でき、
正確度が向上するＸ線分析方法、これに用いる試料保持
用の補助具および試料ホルダを提供する。 【解決手段】 Ｘ線分析方法は、筒状支持体４の一方の
開口部４１を閉塞する気密性のフィルム５の内面に粘着
性試料Ｓを付着させ、筒状支持体４１の他方の開口部４
２を、試料Ｓからの揮発成分を吸着して空気を通過させ
るフィルタ材１０で覆った状態で、真空環境下で試料Ｓ
にＸ線を照射して分析を行う。試料保持用の補助具２
は、筒状支持体４と、前記筒状支持体４の一方の開口部
４１を閉塞し、かつ内面に粘着性試料Ｓが付着される気
密性のフィルム５と、筒状支持体４の他方の開口部４２
を覆い、前記試料Ｓからの揮発成分を吸着して空気を通
過させるフィルタ材１０とを有している。試料ホルダ１
は、補助具２がホルダ本体７内に収納され、ホルダ本体
７の一方の開口端部７１に結合されたキャップ８によ
り、筒状支持体４がフィルタ材１０を介してホルダ本体
７に押圧して支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、グリースのような
粘着性のある試料の蛍光Ｘ線分析に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蛍光Ｘ線分析装置は、試料にＸ線のよう
な放射線を照射し、試料から発生した蛍光Ｘ線を測定す
ることにより、試料の元素分析を行う装置である。この
分析装置においては、通常、放射線の照射位置に試料を
正しくセットするために、試料ホルダを用いている。

【０００３】従来の試料ホルダは、試料が機械潤滑用グ
リースのような、一定の形状を持たない粘着性試料であ
る場合、液体試料の測定に用いられている試料ホルダの
中に粘着性試料を詰め、数μｍの厚さのポリプロピレン
フィルムや、マイラーフィルムで分析窓を形成し、か
つ、試料の蒸散を避けるために、ヘリウム（Ｈｅ）雰囲
気下でＸ線を照射して測定を行っている。しかし、この
分析方法では、弗素（Ｆ）のような軽い元素の場合は、
検出する蛍光Ｘ線がヘリウムガスによって減衰し易いた
め、精度のよい測定が困難であった。

【０００４】また、前記粘着性試料を塗り付けた濾紙を
試料ホルダに取り付け、真空雰囲気下で分析することが
行われている。この分析方法では、高感度の分析を行う
ことができるが、Ｘ線管からの励起Ｘ線やフィラメント
から輻射される熱により粘着性試料が加熱されて揮発成
分が気化し、この揮発成分がＸ線管のベリリウム（Ｂ）
窓やＸ線分析装置内に付着して、分光結晶、Ｘ線検出器
等を汚染するという問題がある。さらに、濾紙の表面に
は凹凸があるため、塗り付けた粘着性試料の表面にも凹
凸が生じる。このため、弗素（Ｆ）のように、試料内部
で発生した蛍光Ｘ線が試料内部で吸収されるために試料
表面から発生した蛍光Ｘ線の検出が主体となる軽い元素
の分析では、個々の試料によりＸ線強度に差が生じて、
Ｘ線分析における正確度が悪くなるという問題があっ
た。

【０００５】また、前記問題点を改善するために、粘着
性試料を固化処理してペレット状にし、試料ホルダに保
持させることも行なわれているが、ペレット状に固化す
る前処理が煩わしいという問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決して、粘着性試料を高感度および高精度で分析で
き、かつ分析における正確度が向上するＸ線分析方法な
らびにこれに用いる試料保持用の補助具および試料ホル
ダを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＸ線分析方法は、筒状支持体の一方の開口
部を閉塞する気密性のフィルムの内面に粘着性試料を付
着させ、前記筒状支持体の他方の開口部を、前記試料か
らの揮発成分を吸着して空気を通過させるフィルタ材で
覆った状態で、真空環境下で前記試料にＸ線を照射して
分析を行うものである。上記Ｘ線分析方法によれば、粘
着性試料のＸ線照射面の平面性が良いので、高感度およ
び高精度で分析でき、正確度が向上する。さらにＸ線照
射時に粘着性試料から出る揮発成分をフィルタ材で吸着
するので、Ｘ線分析装置内の汚染が生じない。

【０００８】本発明の試料保持用の補助具は、筒状支持
体と、前記筒状支持体の一方の開口部を閉塞し、かつ内
面に粘着性試料が付着される気密性のフィルムと、前記
筒状支持体の他方の開口部を覆い、前記試料からの揮発
成分を吸着して空気を通過させるフィルタ材とを有して
いる。上記構成によれば、気密性フィルムを通してＸ線
が照射される粘着性試料の面が、ほぼ完全な平面となる
ので、高感度および高精度で分析でき、正確度が向上す
る。また、フィルタ材は、補助具をＸ線分析装置内にセ
ットして真空雰囲気に排気するとき空気を容易に通過さ
せるので、補助具内の排気を妨げることがなく、さら
に、Ｘ線照射時に粘着性試料から出る揮発成分を吸着す
るので、Ｘ線分析装置内の汚染が生じない。

【０００９】本発明の試料ホルダは、前記試料保持用の
補助具が筒状のホルダ本体内に収納され、前記ホルダ本
体の一方の開口端部に結合されたキャップにより、前記
補助具の筒状支持体が弾性材料からなる前記フィルタ材
を介して前記ホルダ本体に押圧して支持されている。上
記構成によれば、ホルダ本体内の補助具は、フィルタ材
を介して前記ホルダ本体に押圧して支持されているので
位置が安定する。このため、前記気密性のフィルムの位
置も安定し、その内面に付着された粘着性試料の位置も
安定するので、分析結果の正確度が向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。まず、蛍光Ｘ線分析装置の概略につ
いて説明する。図４において、Ｘ線管（放射線源）５０
は、一次Ｘ線（放射線）Ｂ１を出射して、試料ホルダ１
に保持された機械潤滑用グリースのような粘着性を有す
る試料Ｓに、一次Ｘ線Ｂ１を照射する。粘着性試料Ｓに
照射された一次Ｘ線Ｂ１は、粘着性試料Ｓの元素を励起
して、その元素固有の蛍光Ｘ線Ｂ２を発生させる。粘着
性試料Ｓからの蛍光Ｘ線Ｂ２は、視野制限スリット５１
および第１のソーラスリット５２を通過して分光結晶５
３に入射角θで入射し、ブラッグの式を満足する所定の
波長の蛍光Ｘ線Ｂ２のみが、入射角θと同一の回折角θ
で回折される。回折された蛍光Ｘ線Ｂ２は、第２のソー
ラスリット５４を通過したあと、Ｘ線検出器５５に入射
して検出される。この検出値に基づいて粘着性試料Ｓの
元素分析がなされる。試料ホルダ１は、一方向の直線移
動と回転を行うＲθテーブルまたは二方向の直線移動を
行うＸＹテーブルのような試料テーブル５６上に載置さ
れ、試料テーブル５６の駆動により、粘着性試料Ｓを照
射位置に移動させてＸ線を照射する。

【００１１】図１は、本発明の一実施形態である試料保
持用の補助具を備えた試料ホルダの縦断面図である。図
１において、試料ホルダ１は、内部に補助具２を着脱自
在に収容している。前記補助具２は、筒状支持体４と、
この筒状支持体４の一端部４ａにしわが生じないように
取り付けられて一方の開口部４１を閉塞する気密性フィ
ルム５と、筒状支持体４の他端部４ｂに押し当てられて
他方の開口部４２を覆うフィルタ材１０とを備えてい
る。前記フィルタ材１０は、空気を通し揮発成分を吸着
する機能を有し、かつ弾性に優れた（縦弾性係数の小さ
い）、いわゆる弾性材料からなるもので、例えば、ポリ
ウレタン樹脂製のスポンジを用いるのが好ましい。

【００１２】他方、前記ホルダ１は、前記補助具２を内
部に収納する筒状のホルダ本体７と、このホルダ本体７
の一方の開口端部７１に、ねじ結合によって着脱される
環状のキャップ８と、前記ホルダ本体７の他方の開口端
部７２に形成されたフランジ部７ｃの内側面に載置され
た環状の支持板９とを備えており、この環状の支持板９
の上に、前記フィルタ材１０が載置される。

【００１３】つぎに、試料ホルダ１の組立手順を説明す
る。まず、補助具２の筒状支持体４の一方の開口部４１
をフィルム５で覆って、フィルム５の端部５ａを筒状支
持体４の外側から他方の開口部４２の内側にまで回り込
ませて、接着テープ２０のような固定手段で支持体内面
４ｃに固定する。この状態でフィルム５の内面に粘着性
試料Ｓを付着させる。つぎに、ホルダ本体７内の環状の
支持板９の上に、フィルタ材１０を載置し、筒状支持体
４を、その下端の開口部４２側からホルダ本体７内に挿
入してフィルタ材１０の上に載置する。さらに、開口部
４１側に環状の押さえ板１１を載せ、その下面に形成さ
れた環状の突起１１ａの内径側に補助具２の開口部４１
を嵌め込む。つぎに、キャップ８をホルダ本体７の開口
端部７１にねじ結合する。補助具２の脱着は、上記と逆
の順序で行われる。

【００１４】前記のようにして組み立てられた試料ホル
ダ１は、フィルタ材１０の周辺部が、環状の支持板９と
筒状支持体４の他端部４ｂとの間に挟まれ、キャップ８
のねじ結合によって圧縮される。この弾性材料からなる
フィルタ材１０の弾性復元力により補助具２の一端部４
ａが環状の押さえ板１１の下面に押し付けられること
で、試料ホルダ１内の気密性フィルム５の内面に付着し
た粘着性試料Ｓの軸方向の位置が決まる。また、補助具
２の開口部４１側の径方向の位置は、環状の押さえ板１
１の下面に形成された環状の突起１１ａによって決ま
る。このため、補助具２はホルダ本体７内の所定の高さ
位置に、かつ同軸に保持されるので、試料ホルダ１をＸ
線分析装置の試料テーブル５６上に位置決めすること
で、粘着性試料ＳのＸ線照射位置を精度良く決めること
ができる。

【００１５】本実施形態において、補助具２の筒状支持
体４はポリプロピレンなどの合成樹脂で形成され、気密
性フィルム５は、約１ｍｍ厚さのポリエステル，ポリプ
ロピレン、ポリイミドなどの合成樹脂フィルムで形成さ
れ、ホルダ本体７、キャップ８、環状の押さえ板１１お
よび環状の支持板９は、それぞれステンレス鋼またはア
ルミニウムなどで形成される。なお、フィルムの厚さは
機械的強度が保たれれば、薄い方がよい。

【００１６】本実施形態の試料ホルダ１は、図４に示し
たように、Ｘ線分析装置の試料室内で真空雰囲気下にあ
る試料テーブル５６上にセットされる。Ｘ線管５０から
粘着性試料Ｓに一次Ｘ線Ｂ１が照射され、粘着性試料Ｓ
からの蛍光Ｘ線Ｂ２のみがＸ線検出器５５に入射して検
出される。このとき、一次Ｘ線Ｂ１を照射する粘着性試
料Ｓの面は気密性フィルム５によってほぼ完全な平面と
なっており、かつ、粘着性試料ＳのＸ線照射位置も正確
に決まる。また、このとき、筒状支持体４の中空部はフ
ィルタ材１０を通って真空引きされ、粘着性試料Ｓから
の揮発成分はフィルタ材１０で吸着されてＸ線Ｂ１，Ｂ
２の経路に侵入しない。したがって、高感度，高精度な
Ｘ線分析ができる。さらに、一次Ｘ線Ｂ１が照射される
粘着性試料Ｓの照射面は、しわの無いように取り付けら
れた気密性フィルム５の下面に付着されている粘着性試
料Ｓの平面であり、凹凸がないので、蛍光分析の正確度
が向上する。

【００１７】図２は、図１に示した試料ホルダ１を用
い、図４に示したＸ線分析装置で２種類の機械用のグリ
ースＡ，Ｂについて、弗素（Ｆ）のＦ−Ｋα線強度を測
定した結果の一例を示す。ＣはＦを含まないブランク試
料のＦ−Ｋα線強度である。

【００１８】図３の下欄は、３種類のグリースＡ，Ｂ，
ＣについてのＸ線（Ｆ−Ｋα線）強度の測定値と、この
測定値から算出したＦの濃度の計算値と、化学分析値
（標準値）との誤差を示す表で、従来の濾紙にグリース
を塗布した分析方法に比べて誤差が少なく、精度が高い
ことがわかる。Ｆの濃度算出には、図３のグラフに示し
た検量線を用いた。このグラフにおける○印は、Ｆの濃
度が既知の標準試料のＸ線強度を示す。濃度を表す検量
線としてはＸ線強度の１次式を用いた。繰り返し測定間
の強度を表す正確度は０．０９で、濾紙を用いた前記従
来例の０．３に比べて高い。

【００１９】なお、前記実施形態では、気密性フィルム
５の内面に粘着性試料を付着し、図４に示したように一
次Ｘ線Ｂ１を粘着性試料Ｓの上方から照射したが、試料
ホルダ１を天地逆にして、下方から粘着性試料Ｓに一次
Ｘ線Ｂ１を照射する下面照射型とすることもできる。

【００２０】

【発明の効果】本発明のＸ線分析方法およびＸ線分析用
試料ホルダによれば、簡便に粘着性試料を支持して、高
感度，高精度で、かつ、正確度の高いＸ線分析を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である試料保持用の補助具
を備えた試料ホルダを示す縦断面図である。

【図２】同実施形態の補助具を備えた試料ホルダを用い
た粘着性試料のＦ−Ｋα線強度測定結果を示す図であ
る。

【図３】同実施形態の補助具を収容した試料ホルダを用
いた粘着性試料の測定値の正確度を示す図である。

【図４】蛍光Ｘ線分析装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１…試料ホルダ、２…補助具、４…筒状支持体、４１…
一端部、４２…他端部、４ｃ…支持体の内面、５…気密
性フィルム、７…ホルダ本体、７１，７２…開口端部、
７ｃ…フランジ部、８…キャップ、９…環状の支持板、
１０…フィルタ材、１１…環状の押さえ板、１１ａ…環
状の突起、４１，４２…開口部、７１…開口端部、Ｓ…
粘着性試料

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月２３日（２００１．２．２
３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状支持体の一方の開口部を閉塞する気
   密性のフィルムの内面に粘着性試料を付着させ、 前記筒状支持体の他方の開口部を、前記試料からの揮発
   成分を吸着して空気を通過させるフィルタ材で覆った状
   態で、真空環境下で前記試料にＸ線を照射して分析を行
   うＸ線分析方法。
2. 【請求項２】 筒状の支持体と、 前記筒状支持体の一方の開口部を閉塞し、かつ内面に粘
   着性試料が付着される気密性のフィルムと、 前記筒状支持体の他方の開口部を覆い、前記試料からの
   揮発成分を吸着して空気を通過させるフィルタ材とを有
   する試料保持用の補助具。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の補助具が筒状のホルダ
   本体内に収納され、前記ホルダ本体の一方の開口端部に
   結合されたキャップにより、前記補助具の筒状支持体が
   弾性材料からなる前記フィルタ材を介して前記ホルダ本
   体に押圧して支持されている試料ホルダ。