JP2010122198A - Valence analysis apparatus - Google Patents

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Takeshi Yao
健 八尾
Mitsuhiro Hibino
光宏 日比野
Akifumi Hasesaka
彰史 長谷坂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valence analysis apparatus capable of highly accurately and nondestructively determining valence. <P>SOLUTION: The valence analysis apparatus is provided with an X-ray irradiation means for irradiating a sample with X rays radiated from an X-ray tube 1 which being scanned with energy, a spectrum analysis means for analyzing an X-ray absorption spectrum obtained on the sample by the irradiation with X rays and determining the X-ray absorption edge energy of a target element contained in the sample, a correction means for correcting the X-ray absorption edge energy on the basis of the peak energy of characteristic X rays derived from a target material of the X-ray tube 1 or derived from impurities contained in the target material, and a valence computation means for computing the valence of the target element of which the valence is unknown by comparing the X-ray absorption edge energy of a standard sample and that of an analysis sample each after correction. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、原子価が未知の元素を含有する試料中の当該元素の原子価を分析する装置に関し、特には原子価が未知の遷移金属の原子価を分析する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for analyzing the valence of an element in a sample containing an element with an unknown valence, and more particularly to an apparatus for analyzing the valence of a transition metal with an unknown valence.

リチウムイオン二次電池は高出力、高エネルギー密度であることから、携帯電話やノートパソコン等の小型携帯用電源として広く用いられている。また、ハイブリッド自動車や電気自動車用等の大型電源としても期待されており、より高性能なリチウムイオン二次電池の開発が望まれている。
リチウムイオン二次電池の特性は、主に電極材料によって規定され、特に正極材料が特性向上の点で重要な役割を担っている。このため、優れた電池特性を示す正極材料の開発が重量な課題となっている。
リチウムイオン二次電池用の正極材料として、種々の遷移金属酸化物を含む化合物が用いられている。リチウムイオン二次電池の作動電圧及び充放電容量は正極材料となる化合物中の遷移金属酸化物の原子価と密接な関係がある。したがって、遷移金属酸化物の原子価を正確に測定することは、リチウムイオン二次電池用正極材料の開発に重要な意味を持つ。
Lithium ion secondary batteries are widely used as small portable power sources for mobile phones, notebook computers, and the like because of their high output and high energy density. In addition, it is also expected as a large power source for hybrid vehicles and electric vehicles, and the development of higher performance lithium ion secondary batteries is desired.
The characteristics of the lithium ion secondary battery are mainly defined by the electrode material. In particular, the positive electrode material plays an important role in improving the characteristics. For this reason, development of the positive electrode material which shows the outstanding battery characteristic becomes a heavy subject.
As positive electrode materials for lithium ion secondary batteries, compounds containing various transition metal oxides are used. The operating voltage and charge / discharge capacity of a lithium ion secondary battery are closely related to the valence of the transition metal oxide in the compound that serves as the positive electrode material. Therefore, accurately measuring the valence of the transition metal oxide is important for the development of a positive electrode material for a lithium ion secondary battery.

原子価の定量分析法の一つに酸化還元滴定法がある。酸化還元滴定法は、滴定剤で滴定することにより、当量点における滴定剤の滴定量から測定対象物の原子価を求める方法である。酸化還元滴定法は簡便な方法であるが、測定対象物をそのままの状態で分析することができない。
一方、磁気測定法は遷移金属の原子価を調べる方法として知られていることから、前記磁気測定法を用いてリチウムイオン二次電池の充放電容量及び作動電圧を予測する方法が提案されている(特許文献1参照)。しかし、特許文献1の方法では、遷移金属の具体的な原子価を求めてはいない。また磁気的相互作用のない試料には適用できない。
また、特許文献2には、X線吸収スペクトルの吸収端におけるピークの有無により遷移金属イオンの価数を分析する方法が記載されている。しかし、特許文献2の方法では、正確なピーク位置を求めていないため、遷移金属イオンの原子価の微小な変化まで分析することはできない。
特開平9-180722号公報 特開平9-264857号公報
One method of quantitative analysis of valence is redox titration. The oxidation-reduction titration method is a method for obtaining the valence of the measurement object from the titration amount of the titrant at the equivalent point by titrating with a titrant. Although the oxidation-reduction titration method is a simple method, the measurement object cannot be analyzed as it is.
On the other hand, since the magnetic measurement method is known as a method for examining the valence of a transition metal, a method for predicting the charge / discharge capacity and operating voltage of a lithium ion secondary battery using the magnetic measurement method has been proposed. (See Patent Document 1). However, the method of Patent Document 1 does not require a specific valence of the transition metal. In addition, it cannot be applied to samples without magnetic interaction.
Patent Document 2 describes a method for analyzing the valence of a transition metal ion based on the presence or absence of a peak at the absorption edge of an X-ray absorption spectrum. However, in the method of Patent Document 2, since an accurate peak position is not obtained, even a minute change in the valence of the transition metal ion cannot be analyzed.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-80722 JP-A-9-264857

本発明が解決しようとする課題は、元素の原子価を高精度で且つ非破壊で求めることができる原子価分析装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a valence analyzer that can determine the valence of an element with high accuracy and non-destructiveness.

上記課題を解決するために成された本発明に係る原子価分析装置は、
a)原子価が既知の目的元素を含む標準試料及び原子価が未知の前記目的元素を含む分析試料からなる試料それぞれに対して、X線管から放射されるX線をエネルギーを走査させながら照射するX線照射手段と、
b)X線が照射されることにより前記試料のそれぞれについて得られるX線吸収スペクトルを解析して前記試料に含まれる前記目的元素のX線吸収端エネルギーを求めるスペクトル解析手段と、
c)前記X線管のターゲット材由来の特性X線あるいはターゲット材に含まれる不純物由来の特性X線のピークエネルギーに基づき前記X線吸収端エネルギーを補正する補正手段と、
d)前記標準試料及び前記分析試料それぞれの補正後のX線吸収端エネルギーの比較により原子価が未知の目的元素の原子価を算出する原子価算出手段と
を備えることを特徴とする。
The valence analyzer according to the present invention, which has been made to solve the above problems,
a) Irradiating X-rays emitted from an X-ray tube while scanning energy to each of a standard sample containing a target element with a known valence and an analysis sample containing the target element with an unknown valence. X-ray irradiation means for
b) a spectrum analyzing means for analyzing an X-ray absorption spectrum obtained for each of the samples by irradiation with X-rays to obtain an X-ray absorption edge energy of the target element contained in the sample;
c) correction means for correcting the X-ray absorption edge energy based on the peak energy of the characteristic X-ray derived from the target material of the X-ray tube or the characteristic X-ray derived from the impurity contained in the target material;
d) valence calculation means for calculating the valence of the target element whose valence is unknown by comparing the corrected X-ray absorption edge energy of each of the standard sample and the analysis sample.

原子価とは、ある元素の原子1個が特定の元素の原子何個と結合するかを表す数である。通常は基準として水素原子や塩素原子の原子価を1とし、水素原子又は塩素原子n個と結合する元素の原子価をn価とする。元素によっては複数の原子価を持ち、特に遷移金属(遷移元素)は多くの原子価を取りうる。複数の原子価を持つ元素において、その原子価は当該元素を含む物質の電気的物性、磁気的物性、結晶構造、融点等に影響を及ぼす。従って、物質に含まれる元素の正確な原子価を求めることは、物質の様々な物性を評価する上で重要である。   The valence is a number indicating how many atoms of a certain element each atom of an element is bonded to. Usually, the valence of a hydrogen atom or a chlorine atom is 1 as a standard, and the valence of an element bonded to n hydrogen atoms or n chlorine atoms is an n valence. Some elements have multiple valences, and transition metals (transition elements) can take many valences. In an element having a plurality of valences, the valence affects the electrical properties, magnetic properties, crystal structure, melting point, etc. of the substance containing the elements. Accordingly, obtaining an accurate valence of an element contained in a substance is important in evaluating various physical properties of the substance.

元素のX線吸収端が原子価によって変化することは良く知られている。理論的には吸収端のエネルギーは一意的に決定されているものではあるが、実際の測定においては、ある幅を持って観測される。従来、吸収端を決定するには、変曲点を取る、あるいは前後の吸収の最大値と最小値の中点を取るなどの方法が用いられてはいたが、いずれも吸収端を再現性良く精密に決定することはできなかった。さらに、X線分析装置に用いられるゴニオメータ等の精度上の問題もある。このように、X線吸収スペクトルにおけるX線吸収端の位置やX線吸収端の変化量を正確に且つ精度良く求めることは非常に難しい。このため、X線吸収端による原子価の評価は定性的なものに留まっていた。   It is well known that the X-ray absorption edge of an element changes depending on the valence. Theoretically, the energy at the absorption edge is uniquely determined, but in actual measurement, it is observed with a certain width. Conventionally, methods such as taking an inflection point or taking the midpoint of the maximum and minimum absorption values before and after were used to determine the absorption edge. It could not be determined precisely. Furthermore, there is also a problem in accuracy such as a goniometer used in the X-ray analyzer. As described above, it is very difficult to accurately and accurately obtain the position of the X-ray absorption edge and the amount of change of the X-ray absorption edge in the X-ray absorption spectrum. For this reason, the evaluation of the valence by the X-ray absorption edge has remained qualitative.

これに対して、本発明者は、Bolandの方法(J.J.Boland, F.G.Halaka, and J.D.Baldeschwieler: Phys.Rev. B.28 (1983) 2921)を用いてX線吸収スペクトルからX線吸収端位置を再現性良く求め、更に、X線管のターゲット材由来の或いはターゲット材に含まれる不純物由来の特性X線ピークエネルギーでX線吸収端位置を補正することにより、元素のX線吸収端位置を精度良く求める方法を見出した。本発明は、この方法を利用した原子価分析装置である。
本発明によれば、元素の原子価を非破壊で且つ精度良く求めることができる。
On the other hand, the present inventor uses the Boland method (JJBoland, FGHalaka, and JDBaldeschwieler: Phys. Rev. B.28 (1983) 2921) to reproducibly determine the X-ray absorption edge position from the X-ray absorption spectrum. A method for obtaining the X-ray absorption edge position of an element with high accuracy by correcting the X-ray absorption edge position with the characteristic X-ray peak energy derived from the target material of the X-ray tube or the impurities contained in the target material. I found. The present invention is a valence analyzer using this method.
According to the present invention, the valence of an element can be obtained nondestructively and with high accuracy.

図1は本発明の一実施の形態に係る原子価分析装置の概略構成図である。本実施の形態に係る原子価分析装置は一般的なX線吸収微細構造解析(XAFS)装置を中心に構成されており、X線管1、湾曲分光結晶2、試料3を保持する試料台(図示せず)、入射X線検出器4と、透過X線検出器5、蛍光検出器6を備えている。蛍光検出器6は蛍光強度を測定する場合に使用する。また、湾曲分光結晶2と入射X線検出器4の間には焦点スリット7が配置されている。
前記X線管1と湾曲分光結晶2はローランド円上に位置している。X線管1、湾曲分光結晶2、X線検出器4、5は、制御部10の制御の下に波長走査駆動部11により駆動される。制御部10は分光結晶2等を制御する際に、走査角をデータ処理部12に出力する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a valence analyzer according to an embodiment of the present invention. The valence analyzer according to the present embodiment is mainly configured of a general X-ray absorption fine structure analysis (XAFS) apparatus, and a sample stage for holding an X-ray tube 1, a curved spectral crystal 2, and a sample 3 ( An incident X-ray detector 4, a transmission X-ray detector 5, and a fluorescence detector 6 are provided. The fluorescence detector 6 is used when measuring the fluorescence intensity. A focal slit 7 is disposed between the curved spectral crystal 2 and the incident X-ray detector 4.
The X-ray tube 1 and the curved spectral crystal 2 are located on a Roland circle. The X-ray tube 1, the curved spectral crystal 2, and the X-ray detectors 4 and 5 are driven by the wavelength scanning drive unit 11 under the control of the control unit 10. The control unit 10 outputs the scanning angle to the data processing unit 12 when controlling the spectral crystal 2 and the like.

X線検出器4には、シリコン半導体あるいはゲルマニウム半導体あるいは化合物半導体を用いる半導体検出器、シリコンドリフト検出器、シリコンPIN検出器、マルチカソード検出器、比例計数管、マイクロカロリーメータ、シンチレーション検出器等が用いられる。X線検出器4にX線光子が入射すると、そのX線光子が有するエネルギーに応じた波高を持つパルス信号が生成される。このパルス信号は信号処理部13に入力される。信号処理部13では、予め設定された所定の弁別範囲に収まる波高値を持つパルス信号が計数され、単位時間内に与えられたパルス信号の数に応じた計数値がX線強度としてデータ処理部12に与えられる。データ処理部12では、入射X線の強度と試料を透過したX線の強度とから、吸収スペクトルを得る。信号処理部13、データ処理部12及び制御部10はパーソナルコンピュータなどにより具現化され、予めインストールされた所定の制御・処理ソフトウエアを実行することにより各種のデータ処理や制御を実行する。これにより、後述のX線の吸光度や吸収スペクトル、X線吸収端エネルギー、原子価等を求めることができる。従って、制御部10,データ処理部12,信号処理部13が本発明のスペクトル解析手段、補正手段、原子価算出手段を構成する。
なお、制御部10には、キーボードなどの入力部14と、表示部15とが接続されている。
上述の構成により、試料透過前のX線強度及び試料透過後のX線強度が入射X線検出器4及び透過X線検出器5によってそれぞれ検出される。
The X-ray detector 4 includes a semiconductor detector using a silicon semiconductor, a germanium semiconductor, or a compound semiconductor, a silicon drift detector, a silicon PIN detector, a multi-cathode detector, a proportional counter, a micro calorimeter, a scintillation detector, and the like. Used. When an X-ray photon enters the X-ray detector 4, a pulse signal having a wave height corresponding to the energy of the X-ray photon is generated. This pulse signal is input to the signal processing unit 13. The signal processing unit 13 counts pulse signals having a peak value that falls within a predetermined discrimination range set in advance, and the count value corresponding to the number of pulse signals given within a unit time is used as a data processing unit. 12 is given. In the data processing unit 12, an absorption spectrum is obtained from the intensity of the incident X-ray and the intensity of the X-ray transmitted through the sample. The signal processing unit 13, the data processing unit 12, and the control unit 10 are embodied by a personal computer or the like, and execute various data processing and control by executing predetermined control / processing software installed in advance. Thereby, the below-mentioned X-ray absorbance, absorption spectrum, X-ray absorption edge energy, valence, and the like can be obtained. Therefore, the control unit 10, the data processing unit 12, and the signal processing unit 13 constitute a spectrum analysis unit, a correction unit, and a valence calculation unit of the present invention.
Note that an input unit 14 such as a keyboard and a display unit 15 are connected to the control unit 10.
With the above-described configuration, the X-ray intensity before the sample transmission and the X-ray intensity after the sample transmission are detected by the incident X-ray detector 4 and the transmission X-ray detector 5, respectively.

次に、上述の原子価分析装置を用いた原子価の分析処理を、X線吸収スペクトルの測定、X線吸収端エネルギーの計算、原子価の決定の順に説明する。
1.X線吸収スペクトルの測定
前述のように分光結晶2とX線検出器4とを回転させることで所定のエネルギー範囲でエネルギーを変化させながらX線を試料に照射し、順次、X線強度を測定してゆくことにより、X線吸収スペクトルを取得する。
ここでは、原子価が未知の目的元素を含む化合物、単体又は混合物(分析試料)と、原子価が既知の目的元素を含む化合物、単体又は混合物(標準試料)それぞれのX線吸収スペクトルを測定する。標準試料には、原子価が異なる2種又は2種以上の目的元素を含む化合物、単体又は混合物を用いる。
Next, valence analysis processing using the valence analyzer described above will be described in the order of measurement of an X-ray absorption spectrum, calculation of X-ray absorption edge energy, and determination of valence.
1. X-ray absorption spectrum measurement As described above, the sample is irradiated with X-rays while changing the energy in a predetermined energy range by rotating the spectroscopic crystal 2 and the X-ray detector 4, and the X-ray intensity is sequentially measured. By doing so, an X-ray absorption spectrum is acquired.
Here, X-ray absorption spectra of a compound, a simple substance or a mixture (analytical sample) containing a target element with an unknown valence and a compound, a simple substance or a mixture (standard sample) containing a target element with a known valence are measured. . As the standard sample, a compound, a simple substance or a mixture containing two or more kinds of target elements having different valences is used.

図2に示すように、透過前のX線強度をI、透過後のX線強度をI、試料の厚さをtとすると、試料の吸光度μtは次の式で表される。

Figure 2010122198
あるいは、透過前のX線強度をI、蛍光X線の強度をI、試料の厚さをtとすると、試料の吸光度μtは次の式で表される。
Figure 2010122198
エネルギーを変化させながら試料にX線を透過し、その試料の吸光度を測定する。X線のエネルギーが、試料中の元素の電子の励起に必要なエネルギー以上になると、X線が吸収されて電子の励起が起こるため、吸光度が急激に増加する。この点をX線吸収端という。 As shown in FIG. 2, when the X-ray intensity before transmission is I 0 , the X-ray intensity after transmission is I, and the thickness of the sample is t, the absorbance μt of the sample is expressed by the following equation.
Figure 2010122198
Alternatively, if the X-ray intensity before transmission is I 0 , the fluorescent X-ray intensity is I F , and the thickness of the sample is t, the absorbance μt of the sample is expressed by the following equation.
Figure 2010122198
While changing the energy, X-rays are transmitted through the sample, and the absorbance of the sample is measured. When the energy of the X-rays exceeds the energy necessary for the excitation of the electrons of the elements in the sample, the X-rays are absorbed and the excitation of the electrons occurs, so that the absorbance increases rapidly. This point is called the X-ray absorption edge.

X線吸収端は元素ごとに固有のエネルギーを示し、さらに原子価の影響を受けてエネルギーが微量変化する。従って、X線吸収端のエネルギーを求めることにより、試料に含まれる遷移金属の原子価を定量分析することができる。
例えば、図3は例えば、2価のFeからなるFeSO・7HOと3価のFeからなるα-FeOのX線吸収スペクトルである。それぞれのX線吸収スペクトルには、2価のFe及び3価のFe電子の励起による吸光度の急激な増加が見られる(Fe-K吸収端)。
The X-ray absorption edge shows a specific energy for each element, and the energy changes by a small amount due to the influence of the valence. Therefore, the valence of the transition metal contained in the sample can be quantitatively analyzed by obtaining the energy at the X-ray absorption edge.
For example, FIG. 3 shows X-ray absorption spectra of, for example, FeSO 4 .7H 2 O made of divalent Fe and α-Fe 2 O 3 made of trivalent Fe. In each X-ray absorption spectrum, a rapid increase in absorbance due to excitation of divalent Fe and trivalent Fe electrons is observed (Fe-K absorption edge).

2.X線吸収端の決定及びそのエネルギーの計算
本実施の形態では、Bolandの方法を用いてX線吸収端を決定する。Bolandの方法とは、同じ試料の異なる分解能を持つ吸収スペクトルを重ね合わせ、吸光度の立ち上がり部分で得られるそれら吸収スペクトルの交点を求めてX線吸収端を得る方法である(図4参照)。測定の分解能にかかわらずスペクトルは必ず吸収端を通るということができるため、分解能の異なるスペクトルの交点は吸収端を表すというのが、Bolandの方法の原理である。分解能を変化させる方法として、異なるスリット幅を持つGauss関数の畳込みを行う方法を利用した。
2. Determination of X-ray absorption edge and calculation of its energy In this embodiment, the X-ray absorption edge is determined using the Boland method. The Boland method is a method in which X-ray absorption edges are obtained by superposing absorption spectra having different resolutions of the same sample and obtaining the intersection of the absorption spectra obtained at the rising portion of the absorbance (see FIG. 4). Regardless of the resolution of the measurement, it can be said that the spectrum always passes through the absorption edge, so the intersection of spectra with different resolutions represents the absorption edge, which is the principle of the Boland method. As a method of changing the resolution, a method of convolution of Gaussian functions with different slit widths was used.

また、X線吸収端エネルギーは、本発明者の一人である八尾が開発したXAFS解析プログラムMELMS(" EXAFS Study of Cation Distributions in Nickel Zinc Ferrites", Takeshi YAO, Japanese Journal of Applied Physics, Vol.32,Suppl. 32-2 pp.755-757 (1993)あるいは"EXAFS Study of Cation Distribution in Nickel Aluminate Ferrites", Takeshi YAO, Osamu IMAFUJI, and Hiroshi JINNO, Journal of the American Ceramic Society, Vol.74, pp. 314-317 (1991) あるいは "Crystal Structure of Ga-doped Ba2In2O5 and Its Oxide Ion Conductivity", Takeshi YAO, Yoshiharu UCHIMOTO, Masanori KINUHATA, Toru INAGAKI, Hiroyuki YOSHIDA, Solid State Ionics, Vol.132, pp.189-198 (2000))を用いて計算する。   The X-ray absorption edge energy is measured by XAFS analysis program MELMS ("EXAFS Study of Cation Distributions in Nickel Zinc Ferrites", Takeshi YAO, Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 32, developed by Yao, one of the present inventors. Suppl. 32-2 pp.755-757 (1993) or "EXAFS Study of Cation Distribution in Nickel Aluminate Ferrites", Takeshi YAO, Osamu IMAFUJI, and Hiroshi JINNO, Journal of the American Ceramic Society, Vol.74, pp.314 -317 (1991) or "Crystal Structure of Ga-doped Ba2In2O5 and Its Oxide Ion Conductivity", Takeshi YAO, Yoshiharu UCHIMOTO, Masanori KINUHATA, Toru INAGAKI, Hiroyuki YOSHIDA, Solid State Ionics, Vol.132, pp.189-198 ( 2000)).

3.原子価の決定
上記解析プログラムを用いて計算した各試料のX線吸収端エネルギーを、X線管1のターゲット材由来の特性X線、或いは前記ターゲット材に混在する不純物由来の特性X線を用いて補正する。前記不純物は分析試料中の目的元素に応じて適宜選択する。前記不純物はX線管1のターゲット材に予め蒸着等により含ませておいても良く、X線管1に不可避的に混在する1ないし複数の不純物元素の中から適宜選択しても良い。具体的な補正の方法については後述する。
この後、標準試料の補正後のX線吸収端エネルギーに対する各分析試料の補正後のX線吸収端エネルギーの変化量を求め、比例計算により各分析試料の原子価を求める。
次に具体的な実施例を示す。
3. Determination of valence X-ray absorption edge energy of each sample calculated using the above analysis program, using characteristic X-rays derived from the target material of the X-ray tube 1 or characteristic X-rays derived from impurities mixed in the target material To correct. The impurities are appropriately selected according to the target element in the analysis sample. The impurities may be previously contained in the target material of the X-ray tube 1 by vapor deposition or the like, and may be appropriately selected from one or more impurity elements inevitably mixed in the X-ray tube 1. A specific correction method will be described later.
Thereafter, the amount of change in the X-ray absorption edge energy after correction of each analysis sample with respect to the X-ray absorption edge energy after correction of the standard sample is obtained, and the valence of each analysis sample is obtained by proportional calculation.
Next, specific examples will be described.

1.原子価が既知のFeを含む試料による原子価の測定
標準試料として2価のFeSO4・7H2Oと、3価のα-Fe2O3を用いた。また、分析試料は、Feの平均原子価が2.20、2.40、2.60および2.80価になるように前記2種類の標準試料を混合して作製した。以下、これら分析試料をFe(2.20)、Fe(2.40)、Fe(2.60)及びFe(2.80)と記す。
1. Measurement of valence with sample containing Fe with known valence Divalent FeSO 4 .7H 2 O and trivalent α-Fe 2 O 3 were used as standard samples. The analytical sample was prepared by mixing the two kinds of standard samples so that the average valence of Fe was 2.20, 2.40, 2.60 and 2.80. Hereinafter, these analytical samples are referred to as Fe (2.20), Fe (2.40), Fe (2.60), and Fe (2.80).

次に、2種類の標準試料と4種類の分析試料について、X線吸収スペクトルを測定した。測定には、株式会社リガク製のX線吸収微細構造解析装置(R-EXAFS2000)を用いた。当該解析装置の仕様は次の通りである。
X線フィラメント:LaB6
ターゲット:Mo
分光結晶:Ge(220)
Io(入射X線)検出器:イオンチャンバ
I(透過X線)検出器:シンチレーションカウンタ
管電圧:14kV
管電流:150mA
測定範囲:7.0keV〜7.7keV
また、測定に用いた各試料は約30mgで、測定温度は20℃であった。
各試料の吸収スペクトルを図5に示す。
Next, X-ray absorption spectra were measured for two types of standard samples and four types of analytical samples. For the measurement, an X-ray absorption fine structure analyzer (R-EXAFS2000) manufactured by Rigaku Corporation was used. The specifications of the analyzer are as follows.
X-ray filament: LaB 6
Target: Mo
Spectroscopic crystal: Ge (220)
Io (incident X-ray) detector: ion chamber
I (Transmission X-ray) detector: Scintillation counter tube voltage: 14kV
Tube current: 150mA
Measurement range: 7.0 keV to 7.7 keV
Each sample used for the measurement was about 30 mg, and the measurement temperature was 20 ° C.
The absorption spectrum of each sample is shown in FIG.

続いて、上述のXAFS解析用プログラムMELMを用いて、各試料について求めたX線吸収スペクトルからFe-K吸収端近傍のX線吸収端エネルギーを算出し、X線管1の対陰極に不純物として存在するNiの特性X線ピークエネルギーを使って補正した。
図6にα-Fe2O3の入射X線スペクトルと吸収スペクトルを示す。入射X線スペクトルに現れるNi特性X線はNiに特有な波長を有しており、管電圧や管電流が一定であればNiの特性X線ピーク位置も一定となるはずである。しかし、実際はゴニオメータ等のずれによる系統的な測定誤差が存在する。そこで、各試料の入射X線スペクトルにおけるNi特性X線ピークの位置(エネルギー)のずれ量でX線吸収端エネルギーをそれぞれ補正した。
Ni特性X線ピークエネルギーによる補正後の吸収端エネルギーは以下の式により算出した。

Figure 2010122198
上記式において、
Eocorrected : 補正後の吸収端エネルギー
Eoraw : Bolandの方法で求めた、補正前の吸収端エネルギー
ENi,sample : 目的物質測定時のNiの特性X線のピークのエネルギー
ENi,standard : 標準物質(FeSO4・7H2O)測定時のNiピークのエネルギー
を示す。 Subsequently, the XAFS analysis program MELM is used to calculate the X-ray absorption edge energy in the vicinity of the Fe-K absorption edge from the X-ray absorption spectrum obtained for each sample, and as an impurity in the counter cathode of the X-ray tube 1. Correction was made using the characteristic X-ray peak energy of Ni present.
FIG. 6 shows the incident X-ray spectrum and absorption spectrum of α-Fe 2 O 3 . Ni characteristic X-rays appearing in the incident X-ray spectrum have a wavelength peculiar to Ni, and if the tube voltage and tube current are constant, the characteristic X-ray peak position of Ni should be constant. However, there is actually a systematic measurement error due to a deviation of a goniometer or the like. Therefore, the X-ray absorption edge energy was corrected by the deviation amount of the position (energy) of the Ni characteristic X-ray peak in the incident X-ray spectrum of each sample.
The absorption edge energy after correction by the Ni characteristic X-ray peak energy was calculated by the following equation.
Figure 2010122198
In the above formula,
Eo corrected : Absorption edge energy after correction
Eo raw : Absorption edge energy before correction, calculated by Boland's method
E Ni, sample : Energy of Ni characteristic X-ray peak when measuring target substance
E Ni, standard : Shows the energy of Ni peak when measuring standard material (FeSO 4 · 7H 2 O).

この後、標準試料の補正後の吸収端エネルギーに対する各分析試料の補正後の吸収端エネルギーの変化量から比例計算により、各分析試料に含まれるFeの原子価を求めた。   Thereafter, the valence of Fe contained in each analytical sample was determined by proportional calculation from the amount of change in the absorption edge energy after correction of each analytical sample with respect to the corrected absorption edge energy of the standard sample.

図7に各試料の補正後のX線吸収端エネルギー及び当該エネルギーから求めたFeの原子価、並びに2種類の標準試料の混合比から計算した各分析試料のFeの原子価を示す。本実施例の装置を用いて求めた分析試料の原子価と、試料作成時の混合比から求めた原子価との差は価数にして0.03以内であった。従って、本実施例によれば、簡便且つ高い精度でFeの原子価を決定できることが示された。   FIG. 7 shows the corrected X-ray absorption edge energy of each sample, the Fe valence obtained from the energy, and the Fe valence of each analytical sample calculated from the mixing ratio of two kinds of standard samples. The difference between the valence of the analytical sample obtained using the apparatus of this example and the valence obtained from the mixing ratio at the time of sample preparation was 0.03 or less. Therefore, according to the present Example, it was shown that the valence of Fe can be determined simply and with high accuracy.

2.Liイオン二次電池材料の原子価の測定
本発明者が合成したγ-Fe2O3/KB(ケッチェンブラック)コンポジットを正極に用い、負極をLi金属としてLiイオンセルを作成し、正極中にLiを挿入したものを分析試料とした。Liの挿入量を変えることにより種々の容量の分析試料を作成した。また、標準試料として2価のFeSO4・7H2Oと3価のγ-Fe2O3を用いた。
2. Measurement of valence of Li-ion secondary battery material Using the γ-Fe 2 O 3 / KB (Ketjen Black) composite synthesized by the present inventor as the positive electrode and using the negative electrode as the Li metal, a Li-ion cell was created. The sample inserted with Li was used as an analysis sample. Analytical samples of various volumes were prepared by changing the amount of Li inserted. In addition, divalent FeSO 4 .7H 2 O and trivalent γ-Fe 2 O 3 were used as standard samples.

ここでは、各試料についてX線吸収スペクトルを3回ずつ測定し、それぞれについてBolandの方法により吸収端を求め上述した補正を行った。そして、補正後の吸収端から各試料のFeの原子価を求め、平均値を当該試料の原子価をした。
結果を図8及び図9に示す。図8から明らかなように、Liイオンの挿入に伴い、Feの原子価は減少した。また、原子価の変化量と全体の容量の比から、Feの還元による容量は全体の約40%、γ-Fe2O3とKBの電気二重層による容量は約60%程度であることが図9より明らかとなった。
Here, the X-ray absorption spectrum was measured three times for each sample, the absorption edge was determined by the Boland method for each sample, and the above-described correction was performed. And the valence of Fe of each sample was calculated | required from the absorption edge after correction | amendment, and the valence of the said sample was made into the average value.
The results are shown in FIGS. As is clear from FIG. 8, the valence of Fe decreased with the insertion of Li ions. Also, from the ratio of the change in valence and the total capacity, the capacity due to Fe reduction is about 40% of the total, and the capacity due to the electric double layer of γ-Fe 2 O 3 and KB is about 60%. It became clear from FIG.

Liイオン二次電池の新規正極材料として、遷移金属酸化物を含む化合物が広く研究されている。Feは安価で資源量も豊富であり、γ-Fe2O3/KBコンポジットは新規正極材料として実用化が期待されている物質である。電池正極材料を評価するためには電極反応のメカニズムを詳しく解析する必要があり、そのためにはFeの原子価を正確に求めることが非常に重要である。しかし、Feの原子価による容量とγ-Fe2O3とKBの電気二重層容量が、全体の充放電容量に重なるため、従来は、容量からFeの原子価を評価することができなかった。
これに対して、本実施例では、Liイオンの挿入脱離に伴うFeイオンの原子価変化を求めることができた。しかも、試料のX線吸収スペクトルを複数回測定して求めた原子価の平均値を各試料の原子価とした。従って、電池正極材料としての特性を精度良く評価することができる。
As a new positive electrode material for Li-ion secondary batteries, compounds containing transition metal oxides have been widely studied. Fe is inexpensive and has abundant resources, and γ-Fe 2 O 3 / KB composites are expected to be put to practical use as new cathode materials. In order to evaluate the battery positive electrode material, it is necessary to analyze the mechanism of the electrode reaction in detail, and for that purpose, it is very important to accurately determine the valence of Fe. However, since the capacity due to the valence of Fe and the electric double layer capacity of γ-Fe 2 O 3 and KB overlap with the overall charge / discharge capacity, it was not possible to evaluate the valence of Fe from the capacity conventionally. .
In contrast, in this example, the change in the valence of Fe ions accompanying the insertion and desorption of Li ions could be obtained. Moreover, the average value of the valences obtained by measuring the X-ray absorption spectra of the samples a plurality of times was defined as the valence of each sample. Therefore, the characteristics as the battery positive electrode material can be accurately evaluated.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が可能である。
試料としては、Fe以外の遷移金属を含む試料、典型元素を含む試料を用いることができる。また、試料には異なる2種以上の目的元素が含まれていても良い。試料は固体でも液体でも測定することができる。また試料の温度を変化させて、当該試料に含まれる目的元素の原子価を測定することもできる。
In addition, this invention is not limited to an above-described Example, For example, the following modifications are possible.
As the sample, a sample containing a transition metal other than Fe or a sample containing a typical element can be used. Further, the sample may contain two or more different target elements. Samples can be measured as either solid or liquid. It is also possible to measure the valence of the target element contained in the sample by changing the temperature of the sample.

上述のX線吸収微細構造解析装置の構成は次のような変更が可能である。例えば、上記実施例では、X線管1、湾曲分光結晶2とともにX線検出器4、5を回転させているが、PSPC(Position Sensitive Proportional Counter)やイメージングプレート、CCD検出器、写真フィルム等のように必要な角度範囲を同時に測定するX線検出器を用いる場合には、X線検出器の回転は必ずしも必要とは限らない。
また、X線管、分光結晶及びX線検出器(正確には焦点スリット)が同一の円(ローランド円)周上に配置するような位置関係を保って測定する方法には、上述における図1のように、X線管とX線検出器が分光結晶を中心として半径が一定の円周上に位置する幾何的配置を保ってX線検出器を動かして測定する方法や、分光結晶とX線検出器を互いに直行する直線上を移動させながら測定する方法などがある。
The configuration of the X-ray absorption fine structure analyzer described above can be modified as follows. For example, in the above embodiment, the X-ray detectors 4 and 5 are rotated together with the X-ray tube 1 and the curved spectral crystal 2, but a PSPC (Position Sensitive Proportional Counter), an imaging plate, a CCD detector, a photographic film, etc. Thus, when using an X-ray detector that simultaneously measures the necessary angle range, the rotation of the X-ray detector is not always necessary.
Further, as a method for measuring while maintaining the positional relationship in which the X-ray tube, the spectral crystal, and the X-ray detector (precisely, the focus slit) are arranged on the circumference of the same circle (Roland circle), FIG. As described above, the X-ray tube and the X-ray detector can be measured by moving the X-ray detector while maintaining a geometrical arrangement in which the radius is constant around the spectral crystal, There is a method of measuring while moving the line detectors on straight lines perpendicular to each other.

さらに、試料透過前のX線強度は、イオンチャンバあるいはセラトロン等を試料の分光結晶側におき、試料に入射するX線強度を測定するかあるいは試料を移動してX線検出器に直接X線を入射させ、測定してもよい。   Furthermore, the X-ray intensity before passing through the sample is measured by measuring the X-ray intensity incident on the sample or moving the sample directly to the X-ray detector by placing an ion chamber or Ceratron on the spectroscopic crystal side of the sample. May be incident and measured.

試料透過後のX線強度を測定する代わりに、X線入射によって試料から発生する蛍光X線の強度を測定してもよい。蛍光X線の強度は、シリコン半導体あるいはゲルマニウム半導体あるいは化合物半導体を用いる半導体検出器、シリコンドリフト検出器、シリコンPIN検出器、マルチカソード検出器、比例計数管、マイクロカロリーメータ、シンチレーション検出器、CCD検出器等が用いられる。   Instead of measuring the X-ray intensity after passing through the sample, the intensity of fluorescent X-rays generated from the sample by X-ray incidence may be measured. The intensity of fluorescent X-rays is measured by semiconductor detectors using silicon, germanium, or compound semiconductors, silicon drift detectors, silicon PIN detectors, multi-cathode detectors, proportional counters, microcalorimeters, scintillation detectors, CCD detection A vessel or the like is used.

X線吸収スペクトルの測定には、上述のX線吸収微細構造解析装置の他、次のような方法及び装置を用いることができる。
(1)平行ビーム法
平行ビーム法は、各波長に対して1点ずつμtを測定するもので、スリット系でX線の発散を抑え、平板の分光結晶で波長分光を行った後、シンチレーションカウンタでX線を検出する。
For the measurement of the X-ray absorption spectrum, the following method and apparatus can be used in addition to the X-ray absorption fine structure analyzer described above.
(1) Parallel beam method The parallel beam method measures μt at each point for each wavelength, suppresses X-ray divergence with a slit system, performs wavelength spectroscopy with a flat plate crystal, and then performs a scintillation counter. To detect X-rays.

光学系
平行ビーム法の光学系の概略を図10に示す。線源から入射したX線をスリットで細かく絞り、試料に通した後、単結晶で単色化し検出器に導く。中央の分光結晶の回転に連動して、検出器が2倍の速度で回転し、波長を選択する。光学系は、スリット、単色化デバイス、試料ホルダー、ゴニオメータ、検出部より構成されている。スリットホルダーのX線入口側には、横制限スリット(0.1,0.2,0.3mmの3種類)があり、スリットホルダー全体が入射ビームに垂直方向に±1mm移動できるようになっている。入射側スリットには0.1,0.3,0.5,1,2,5mmの横制限スリット及び1,2,5mmの高さ制限スリットが、検出器手前の受光側スリットには、0.1,0.3,0.5,1,2,5mmの横制限スリットが使用できる。
Optical System FIG. 10 shows an outline of the optical system of the parallel beam method. The X-rays incident from the radiation source are finely narrowed with a slit, passed through a sample, and then monochromatic with a single crystal and led to a detector. In conjunction with the rotation of the central spectral crystal, the detector rotates at twice the speed and selects the wavelength. The optical system includes a slit, a monochromator, a sample holder, a goniometer, and a detector. On the X-ray entrance side of the slit holder, there are lateral restriction slits (three types of 0.1, 0.2, and 0.3 mm), and the entire slit holder can move ± 1 mm in the direction perpendicular to the incident beam. The entrance side slit has 0.1, 0.3, 0.5, 1, 2, 5mm horizontal limiting slit and 1,2,5mm height limiting slit, and the light receiving side slit in front of the detector has 0.1, 0.3, 0.5, 1 , 2,5mm lateral limiting slit can be used.

分光結晶ホルダーは、最大横100mm縦25mmの分光結晶の取り付けが可能で、あおり回転±2°、面内回転±2°、前後±3mm、ω微回転±2°の調整を行う。分光結晶として、Ge(111)、Ge(220)、Si(111)、Si(220)、Si(400)の各平板単結晶を用意している。試料ホルダーは、制御コンピュータの指令で試料とブランクを交換し、IとIoを測定する。ゴニオメータは2θ軸で、-5°から90°までの駆動角度範囲をもち、またその最小制御角度は0.002°である。θ軸の駆動角度範囲及び最小制御角度はいずれも2θ軸の1/2である。X線入射側のスリットホルダー、分光結晶周りの防X線カバー、及び受光側ヘリウムパスの内部をヘリウムで置換し、X線の減衰を抑える。X線の検出にはシンチレーションカウンタを用いる。   The spectroscopic crystal holder can be mounted with a spectroscopic crystal with a maximum width of 100 mm and a length of 25 mm. Each plate single crystal of Ge (111), Ge (220), Si (111), Si (220), and Si (400) is prepared as a spectroscopic crystal. The sample holder exchanges the sample and blank according to the command of the control computer, and measures I and Io. The goniometer has a 2θ axis and a driving angle range from -5 ° to 90 °, and its minimum control angle is 0.002 °. The drive angle range and the minimum control angle of the θ axis are both 1/2 of the 2θ axis. The inside of the X-ray incident side slit holder, the X-ray cover around the spectroscopic crystal, and the light-receiving helium path is replaced with helium to suppress X-ray attenuation. A scintillation counter is used for X-ray detection.

装置制御
測定装置の制御はすべて、パーソナルコンピュータ(制御コンピュータ)で行う。はじめに、測定のモード(1ステップ毎に試料とブランクを交互に交換、あるいはいずれかに固定の2種類)、測定角度範囲、ステップ幅、1ステップ当りの測定時間(試料とブランクで別々に設定)、測定条件及び計数値を収納するファイル名等を設定する。設定した条件に従い、制御コンピュータが自動的に測定を行う。シンチレーションカウンタからの信号を、アンプ(例えばCanberra社 X−RAY AMPLIFIER PULSE HEIGHT ANALYZER Model 1718)で波高弁別を行った後計数し、制御コンピュータに取り込む。
Device control All control of the measuring device is performed by a personal computer (control computer). First, measurement mode (two types of sample and blank are exchanged alternately at each step or fixed to either), measurement angle range, step width, measurement time per step (set separately for sample and blank) The file name and the like for storing the measurement condition and the count value are set. The control computer automatically measures according to the set conditions. The signal from the scintillation counter is counted after being discriminated by an amplifier (for example, Canberra X-RAY AMPLIFIER PULSE HEIGHT ANALYZER Model 1718), and taken into a control computer.

(2)発散ビーム法
発散ビーム法は、適当な波長範囲のX線強度を同時に測定するもので、発散ビームを非対称カットした平板分光結晶に入射し、回折平面内に広がって分光したX線を一次元のPSPCで検出する。
(2) Divergent beam method The divergent beam method measures the X-ray intensity in an appropriate wavelength range at the same time. The divergent beam is incident on a flat plate crystal crystal that is asymmetrically cut from the divergent beam and spreads in the diffraction plane. Detect with one-dimensional PSPC.

光学系
発散ビーム法の光学系の概略を図11に示す。発散X線ビームを試料に投射し、非対称カットした平板分光結晶で空間的に波長を変えて分光し、一次元のPSPCで検出する。ゴニオメータ、分光結晶ホルダー、試料ホルダー及びカウンターアームは、平行ビーム法の光学系と同じ物を使用している。但し、発散ビーム法の場合、X線源と分光結晶の距離が変わり、ゴニオメータ全体が平行ビーム法の場合に比べ約100mm入射ビーム方向に近づいた配置となる。幅のある発散ビームを通すため、試料には空間的な均質性が要求される。入射側発散スリットは、0°から5°まで発散角を連続的に調節する。高さ制限スリットには、1,2,5mmの3種類がある。分光結晶には、次の6種類の非対称カット平板結晶が用意されている。
Optical System FIG. 11 shows an outline of the divergent beam optical system. A divergent X-ray beam is projected onto a sample, spectrally varied with a flat plate crystal crystal cut asymmetrically and spatially changed, and detected by a one-dimensional PSPC. The goniometer, the spectroscopic crystal holder, the sample holder and the counter arm are the same as the optical system of the parallel beam method. However, in the case of the divergent beam method, the distance between the X-ray source and the spectroscopic crystal changes, and the entire goniometer is arranged closer to the incident beam direction by about 100 mm than in the case of the parallel beam method. The sample is required to have spatial homogeneity in order to pass a wide diverging beam. The incident-side divergence slit continuously adjusts the divergence angle from 0 ° to 5 °. There are three types of height limiting slits: 1,2,5mm. The following six types of asymmetric cut tabular crystals are prepared as spectroscopic crystals.

(i) Si (111) カット角―20°幅100mm
(ii) Si (220) カット角―15°幅70mm
(iii) Si (220) カット角―20°幅70mm
(iv) Si (400) カット角―15°幅50mm
(v) Ge (111) カット角―15°幅30mm
(vi) Ge (111) カット角―20°幅30mm
(i) Si (111) Cut angle-20 ° width 100mm
(ii) Si (220) Cut angle-15 ° width 70mm
(iii) Si (220) Cut angle-20 ° Width 70mm
(iv) Si (400) Cut angle-15 ° Width 50mm
(v) Ge (111) Cut angle-15 ° Width 30mm
(vi) Ge (111) Cut angle-20 ° width 30mm

分光結晶前後のヘリウムパス及び分光結晶の周りの防X線カバーの内部をヘリウムで置換し、X線の減衰を抑える。X線の検出は、カウンターアーム上に設置した1次元PSPCを用いる。PSPCは、PRガスフロー方式で、位置分解能200μm以下で、位置直線性±1%以下、有効長は100mmである。   The helium path before and after the spectroscopic crystal and the inside of the X-ray cover around the spectroscopic crystal are replaced with helium to suppress the attenuation of X-rays. X-ray detection uses a one-dimensional PSPC installed on a counter arm. PSPC is a PR gas flow system with a position resolution of 200 μm or less, position linearity of ± 1% or less, and an effective length of 100 mm.

装置制御
分光結晶・カウンターアームの角度設定、及び試料・ブランクの交換は、平行ビーム法と同じ制御コンピュータにより行う。PSPCからの信号を位置分析回路でTACの出力として取り出し、これをマルチチャンネルアナライザーで波高分析を行い、パーソナルコンピュータに入力する。
Instrument control The angle setting of the spectroscopic crystal and the counter arm and the exchange of the sample and the blank are performed by the same control computer as the parallel beam method. The signal from the PSPC is taken out as a TAC output by the position analysis circuit, and this is subjected to wave height analysis by a multichannel analyzer and input to a personal computer.

本発明の一実施の形態に係る原子価分析装置の概略構成図。The schematic block diagram of the valence analyzer which concerns on one embodiment of this invention. 吸光度の説明図。Explanatory drawing of a light absorbency. FeSO・7HOとα-FeOのX線吸収スペクトル。X-ray absorption spectra of FeSO 4 · 7H 2 O and α-Fe 2 O 3 . X線吸収端を得る方法の説明図。Explanatory drawing of the method of obtaining an X-ray absorption edge. 各試料のX線吸収スペクトル。X-ray absorption spectrum of each sample. α-Fe2O3の入射X線スペクトルと吸収スペクトル。Incident X-ray spectrum and absorption spectrum of α-Fe 2 O 3 . 標準試料と分析試料のX線吸収端エネルギー及び原子価を示す表。The table | surface which shows the X-ray absorption edge energy and valence of a standard sample and an analysis sample. Liイオン二次電池材料の原子価の測定結果を示す表。The table | surface which shows the measurement result of the valence of a Li ion secondary battery material. 容量と原子価との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a capacity | capacitance and a valence. 平行ビーム法の光学系の概略図。Schematic of the optical system of a parallel beam method. 発散ビーム法の光学系の概略図。Schematic of the divergent beam optical system.

符号の説明Explanation of symbols

1…X線管
2…分光結晶
3…試料
4…入射X線検出器
5…透過X線検出器
6…蛍光X線検出器
7…スリット
10…制御部
12…データ処理部
13…信号処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube 2 ... Spectral crystal 3 ... Sample 4 ... Incident X-ray detector 5 ... Transmission X-ray detector 6 ... Fluorescence X-ray detector 7 ... Slit 10 ... Control part 12 ... Data processing part 13 ... Signal processing part

Claims (4)

a)原子価が既知の目的元素を含む標準試料及び原子価が未知の前記目的元素を含む分析試料からなる試料それぞれに対して、X線管から放射されるX線をエネルギーを走査させながら照射するX線照射手段と、
b)X線が照射されることにより前記試料のそれぞれについて得られるX線吸収スペクトルを解析して前記試料に含まれる前記目的元素のX線吸収端エネルギーを求めるスペクトル解析手段と、
c)前記X線管のターゲット材由来の特性X線或いはターゲット材に含まれる不純物由来の特性X線のピークエネルギーに基づき前記X線吸収端エネルギーを補正する補正手段と、
d)前記標準試料及び前記分析試料それぞれの補正後のX線吸収端エネルギーの比較により原子価が未知の目的元素の原子価を算出する原子価算出手段と
を備えることを特徴とする原子価分析装置。
a) Irradiating X-rays emitted from an X-ray tube while scanning energy to each of a standard sample containing a target element with a known valence and an analysis sample containing the target element with an unknown valence. X-ray irradiation means for
b) a spectrum analyzing means for analyzing an X-ray absorption spectrum obtained for each of the samples by irradiation with X-rays to obtain an X-ray absorption edge energy of the target element contained in the sample;
c) correction means for correcting the X-ray absorption edge energy based on the peak energy of the characteristic X-ray derived from the target material of the X-ray tube or the characteristic X-ray derived from impurities contained in the target material;
d) valence analysis means comprising: valence calculation means for calculating the valence of a target element whose valence is unknown by comparing the X-ray absorption edge energy after correction of each of the standard sample and the analysis sample apparatus.
標準試料は、第1の原子価の目的元素を含む第1標準試料と、前記第1の原子価とは異なる第2の原子価の前記目的元素を含む第2標準試料とから成ることを特徴とする請求項1に記載の原子価分析装置。   The standard sample is composed of a first standard sample containing a target element having a first valence and a second standard sample containing the target element having a second valence different from the first valence. The valence analyzer according to claim 1. 前記X線管は、特性X線位置が前記試料のX線吸収端付近である不純物が予めターゲット材に含ませていることを特徴とする請求項1又は2に記載の原子価分析装置。   3. The valence analyzer according to claim 1, wherein the X-ray tube includes a target material previously containing impurities whose characteristic X-ray position is in the vicinity of the X-ray absorption edge of the sample. 標準試料及び分析試料に含まれる目的元素は遷移金属であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の原子価分析装置。   The valence analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein the target element contained in the standard sample and the analysis sample is a transition metal.
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