JP2005024299A

JP2005024299A - Ｘ線分析機器用窓材

Info

Publication number: JP2005024299A
Application number: JP2003187380A
Authority: JP
Inventors: Katsumitsu Nakamura; 勝光中村; Yutaka Tezuka; 裕手塚
Original assignee: Tanaka Scientific Ltd
Current assignee: Tanaka Scientific Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】試料室内の液体試料の成分を高精度かつ再現性良く検出する。
【解決手段】短円柱状の基体１の上に窓枠４が固定され、窓枠４の上部には窓材としてベリリウム薄板８が取り付けられている。ベリリウム薄板８と基体１の間隙は試料室９とされ、試料室９に面する基体１には試料流入孔１０、試料排出孔１１が設けられている。窓部７に取り付けられるベリリウム薄板８は例えば厚み２５μｍであり、ピンホールを埋める目的で、少なくとも試料室９側の面上には、更にベリリウムによる蒸着膜が形成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＸ線分析用いられる機器のＸ線分析機器用窓材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一次Ｘ線を照射した際に発生する二次Ｘ線である蛍光Ｘ線を検出して、試料中に含まれる微量成分やその濃度を分析、測定する装置である。試料が液体の場合には専用の試料セルが使用され、試料セルには液状試料にＸ線を照射し、発生する蛍光Ｘ線を検出するための窓が設けられる。
【０００３】
例えば特許文献１にはフローセルが開示されており、窓材にはＸ線の吸収率が低い高分子薄膜を用い、この高分子薄膜を取り付ける際には端面の環状溝にゴム製のＯリングを装着した後に高分子製薄膜を被せ、抑えフランジで押さえ込んでワンタッチ操作で嵌着している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９７４６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特許文献１におけるフローセルは、高分子の薄膜を簡易に嵌着し、試料セルを流れる液体中の微量成分を連続的に検出する目的には適しているが、ポリエステル、ポリカーボネート等のフィルムから成る高分子薄膜は、液体試料を構成する溶媒等により膨潤し易く、破損の虞れが多分にある。
【０００６】
また、分析室等で随時に試料を交換して分析を行う場合には、カップ形の試料セルを使用し、その窓材は使い捨てとしている。
【０００７】
通常では４〜６μｍの厚みを持つ高分子薄膜には±０．５μｍ程の厚みのばらつきがあり、高分子薄膜を交換する度にＸ線の透過量が変わるため、測定値のセル間誤差を避けることが困難である。更に、ガソリン、軽油等の硫黄分の上限は現在の５０ｐｐｍから数年内に１０ｐｐｍに引き下げられる予定であり、このような低濃度の測定には、一層の精度向上とセル間誤差の低減が求められる。従って、長期間固定的に使用でき、感度、再現性が共に高く、試料の入れ換えが容易な試料セルの開発が望まれている。
【０００８】
一方、軽金属であるベリリウムはＸ線の透過率が高いこともあって、Ｘ線管やＸ線検出器の窓材として広く使われており、試料セルの窓材としても上記の不具合の一部を解消するのに適している。しかし、一般にはベリリウムの板材を転圧して薄板を作製しているが、例えば必要な厚さである２５μｍの薄板を得ようとすると、微細なピンホールが発生し易くなり、歩留まりが低下してしまう。このため、Ｘ線透過率を犠牲にして２倍以上の厚さの薄板を使用することが多い。また、窓材にピンホールがあると、液体試料が吸着され易く、試料を交換し洗浄等を行っても、ピンホール内に前の試料が残留する結果、汚染が発生し分析精度が低下する問題が生ずる。
【０００９】
本発明の目的は、上述の課題を解消し、寿命の短い高分子薄膜に代り、ベリリウムを蒸着したベリリウム薄板を使用することにより、長期間の使用に耐え、高精度の結果が得られるＸ線分析機器用窓材を提供することにある。
【００１０】
【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に係るＸ線分析機器用窓材は、ベリリウム薄板の少なくとも一方の面をベリリウムの蒸着膜により被覆したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は実施の形態に係る試料セルの断面図、図２は基体の平面図である。例えば、フッ素樹脂（テフロン（登録商標）等）で形成された短円柱状の基体１には、Ｏリング溝２，ボルト穴３が形成されている。この基体１の上に、同材質の短円筒状の窓枠４がＯリング５、ボルト６を介して固定されている。窓枠４の上部にはＯリング７を介して窓材としてベリリウム薄板８が取り付けられ、ベリリウム薄板８と基体１との間隙は試料室９とされている。この試料室９に面する基体１には２個の孔１０、１１が形成され、一方は試料流入孔１０、他方は試料排出孔１１とされ、それぞれジョイント１２、１３を介して外部の管体１４、１５に接続されている。また、基体１の中心部には温度測定端挿入用の孔部１６が設けられている。なお、孔１７は基体１を固定するためのボルト孔である。
【００１２】
窓枠９に取り付けられるベリリウム薄板８は例えば厚み２５μｍであり、ピンホールを埋める目的で、少なくとも試料室９側の面上には、図３に示すように更に同じ材料のベリリウムによる蒸着膜１８が形成されている。なお、このベリリウム蒸着膜１８はベリリウム薄板８の両面に施しても支障はない。ベリリウム蒸着膜１８により、ベリリウム薄板８のピンホールを埋めることができ、また同じ材料なのでＸ線透過率が同じという利点がある。
【００１３】
このようなベリリウム蒸着膜１８の形成には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などが使われ、中でもＣＶＤ法は薄板８への密着性が高い。
【００１４】
また、ベリリウムはイオン化傾向が高く、液体試料に含まれる水分の影響により腐食するという欠点がある。このベリリウム薄板８及びベリリウム蒸着膜１８の耐食性を高めるためには、更に表面に耐食性の高いホウ素の蒸着膜を形成することが好ましく、この場合には試料側の表面のみをホウ素で蒸着してもよい。ベリリウム薄板８及びベリリウム蒸着膜１８の耐食性及び電気絶縁性を維持するには、ホウ素蒸着膜の厚みは１〜２μｍにすればよく、このように作製された窓材は耐食性が高まるだけでなく、高精度の測定も保証する。
【００１５】
使用に際しては、液体試料は試料流入孔１０から試料室９内に充填され、液体試料にＸ線源から一次Ｘ線を照射する蛍光Ｘ線が励起され、この蛍光Ｘ線の分光強度を分析するなどして、蛍光Ｘ線による成分分析等を行うことができる。このとき、必要に応じて孔部１６にはサーミスタ等の測温体を挿入して温度を測定する。
【００１６】
測定終了後は液体試料を試料排出孔１１から排出し、試料流入孔１０から試料室９に有機溶媒を注入して洗浄する。洗浄後に、空気を通過させて試料室９内を乾燥させれば、再び液体試料を注入して次の測定を行うことができる。
【００１７】
また、ベリリウム薄板８は転圧法で製作するのではなく、多数回の蒸着によってベリリウムのみを必要な厚さにまで積層させても得ることができる。
【００１８】
このようにベリリウム蒸着膜１８を施したベリリウム薄板８を窓枠４に取り付けた試料セルは、分析室用或いはオンラインにおいても使用可能であるが、検出器もエネルギ分散型、波長分散型の何れとも組合わせることができる。従って、汎用蛍光Ｘ線分析装置のみならず、例えば硫黄分析計のように単目的の分析計にも応用可能である。
【００１９】
また、本発明に係る窓材は試料セル以外にも、Ｘ線管やＸ線検出器のＸ線を連通させる窓材としても使用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＸ線機器用窓材は、窓材としてベリリウム薄板の上にベリリウム蒸着膜を形成したので、長期間の使用に耐え、ピンホールがないために測定試料による表面汚染が防止され、かつ試料室の洗浄も容易になり、高精度の測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】試料セルの断面図である。
【図２】試料セルの平面図である。
【図３】ベリリウム蒸着膜を施したベリリウム薄板の拡大断面図である。
【符号の説明】
１基体
４窓枠
８ベリリウム薄板
９試料室
１０試料流入孔
１１試料排出孔
１８ベリリウム蒸着膜

Claims

ベリリウム薄板の少なくとも一方の面をベリリウムの蒸着膜により被覆したことを特徴とするＸ線分析機器用窓材。
前記ベリリウム蒸着膜を被覆した面を更にホウ素の蒸着膜により被覆したことを特徴とする請求項２に記載のＸ線分析機器用窓材。
請求項１又は２の窓材を使用した試料セル。