JP2018109547A - 結晶の大きさの分布測定装置及び結晶の大きさの分布測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶の大きさの分布を非破壊で、正確に得ることのできる結晶の大きさの分布測定装置を提供する。【解決手段】試料に照射されるＸ線を出射するＸ線源と、前記試料が設置される試料ステージと、前記試料からのＸ線回折像を取得する２次元検出器と、演算制御部と、を有し、前記演算制御部は、Ｘ線が照射された試料からの２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、前記Ｘ線回折像より特定された複数の回折スポットの観測位置より回折指数を算出し、前記回折スポットの強度と前記回折指数に基づき、前記回折スポットに対応する結晶子の大きさを算出し、前記複数の回折スポットに対応する結晶子の大きさの分布を得る制御を行うことを特徴とする結晶の大きさの分布測定装置により上記課題を解決する。【選択図】図２

Description

本発明は、結晶の大きさの分布測定装置及び結晶の大きさの分布測定方法に関するものである。

アルカリ乾電池の電極を形成しているＺｎ等の電極材料等は、結晶子の大きさが１〜１００μｍの多結晶で形成されている。このようなＺｎ等により形成された電極は、使用に伴う劣化により、結晶子の大きさが変化する。このような電極の結晶子の大きさを調べる方法としては、電子顕微鏡や光学顕微鏡等による顕微鏡観察が代表的である。この顕微鏡観察では、電極を形成している結晶子を拡大して観察することができ、結晶子の大きさを直接評価することができる。

特開２００３−１６６９５３号公報 特開２００８−７０３３１号公報

ところで、上記のような顕微鏡観察では、観察対象となる電極を破壊する必要があり、また、観察用の試料に加工するために時間と手間を要していた。また、顕微鏡観察により得られる情報は、電極の局所的な情報であり、必ずしも電極全体の結晶子の大きさの分布を反映しておらず、正確ではない場合がある。

このため、結晶の大きさの分布を非破壊で、正確に得ることのできる結晶の大きさの分布測定装置が求められていた。

本実施の形態の一観点によれば、試料に照射されるＸ線を出射するＸ線源と、前記試料が設置される試料ステージと、前記試料からのＸ線回折像を取得する２次元検出器と、演算制御部と、を有し、前記演算制御部は、Ｘ線が照射された試料からの２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、前記Ｘ線回折像より特定された複数の回折スポットの観測位置より回折指数を算出し、前記回折スポットの強度と前記回折指数に基づき、前記回折スポットに対応する結晶子の大きさを算出し、前記複数の回折スポットに対応する結晶子の大きさの分布を得る制御を行うことを特徴とする。

開示の結晶の大きさの分布測定装置によれば、結晶の大きさの分布を非破壊で、正確に得ることができる。

第１の実施の形態における結晶の大きさの分布測定装置の構造図 第１の実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法の説明図 第１の実施の形態において２次元検出器により得られたＸ線回折像 第１の実施の形態において得られた結晶の大きさの分布図 第１の実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法のフローチャート 第２の実施の形態において２次元検出器により得られたＸ線回折像 構造因子で規格化したＸ回折強度と回折スポットの数の相関図 第２の実施の形態において得られた結晶の大きさの分布図 第１の条件において得られた結晶の大きさの分布図 第２の条件において得られた結晶の大きさの分布図 第２の実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法のフローチャート 第３の実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法の説明図 第３の実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法のフローチャート 第３の実施の形態において得られた結晶の大きさの分布図

実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

〔第１の実施の形態〕
本実施の形態は、アルカリ乾電池の電極材料である多結晶のＺｎ等の結晶子の大きさの分布を測定するものであり、このような電極材料である多結晶のＺｎ等は、結晶子が１μｍ以上、１００μｍ以下の大きさにより形成されている。尚、多結晶の材料の結晶性等を評価する方法としては、Ｘ線回折法があるが、試料を破壊し加工等する必要があることや、結晶子が１μｍ以上、１００μｍ以下の比較的大きなものの場合、大きさの分布を正確に測定することは困難である。

（結晶の大きさの分布測定装置）
本実施の形態における結晶の大きさの分布測定装置は、Ｘ線源１０、試料ステージ２０、２次元検出器３０、演算制御部４０、表示部５０等を有している。Ｘ線源１０より出射されるＸ線は単色Ｘ線である。試料ステージ２０は、並進軸及び回転軸を有しており、並進軸ｘｓ及びｙｓにより動かすことができ、回転軸θｓにより傾けることができるものであり、試料ステージ２０には、結晶の大きさの分布の測定対象となる試料６０が設置される。２次元検出器３０は、Ｘ線の入射位置（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）と強度Ｉ_ｊを検出することが可能な２次元型位置敏感型Ｘ線検出器であり、並進軸ｘｄ、ｙｄにより動かすことができる。

演算制御部４０は、位置制御部４１、Ｘ線検出器４２、演算処理部４３、記憶部４４等を有しており、２次元画像等を表示することのできる表示部５０に接続されている。位置制御部４１は、試料ステージ２０及び２次元検出器３０に接続されており、試料ステージ２０における並進軸ｘｓ、ｙｓ及び回転軸θｓの制御を行うとともに、２次元検出器３０における並進軸ｘｄ、ｙｄの制御を行う。Ｘ線検出器４２は、２次元検出器３０に接続されており、２次元検出器３０において検出されたＸ線の入射位置（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）と強度Ｉ_ｊを検出し測定する。演算処理部４３では、Ｘ線検出器４２は、２次元検出器３０において測定されたＸ線の入射位置（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）と強度Ｉ_ｊに基づき、結晶子の方位ｎ_ｊと結晶子の大きさＳ_ｊが算出される。記憶部４４では、演算処理部４３において算出された結晶子の方位ｎ_ｊ及び結晶子の大きさＳ_ｊ等の情報を記憶する。表示部５０では、２次元検出器３０において検出されたＸ線のスポットの情報等を含む様々な情報を表示することができる。

（結晶の大きさの分布測定方法）
次に、本実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法について、図２に基づき説明する。本実施の形態は、１つの結晶子の大きさが１〜１００μｍと比較的大きな結晶が集合した試料からの回折Ｘ線は、粉末試料に見られるような特有のリング状の回折パターンになるのではなく、スポット状の回折パターンになるという発明者の知見に基づくものである。

具体的には、このようなスポット状の回折パターンは、２次元型位置敏感型Ｘ線検出器を用いることにより、入射したＸ線の個々の回折スポットを区別して、強度Ｉ_ｊと回折スポットの観測位置ｒ_ｊ＝（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）を測定することができる。本実施の形態においては、下記の数１に示される式の関係を用いる。即ち、ある回折指数（ｈ_ｊ、ｋ_ｊ、ｌ_ｊ）の回折スポットの強度Ｉ_ｊ（ｈｋｌ）が結晶子の体積Ｖ_ｊの２乗と、物質の結晶構造を反映する回折指数に依存した結晶構造因子Ｆ_ｊ（ｈｋｌ）の２乗との積に比例することの関係を用いる。尚、本実施の形態においては、観測された回折スポットの位置（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）から回折指数（ｈ_ｊ、ｋ_ｊ、ｌ_ｊ）を決定するため、試料６０となる物質の結晶構造は既知であるものとする。

尚、数１に示す式における下付きの添え字「_ｊ」は、観測されたｊ番目の回折スポットを示すラベルである。回折スポットの観測位置ｒ_ｊ＝（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）から、Ｘ線の入射方向と回折Ｘ線の出射方向との間の角度を計算することができ、対象となる結晶構造に対応する回折指数（ｈ_ｊ、ｋ_ｊ、ｌ_ｊ）を決定することができる。結晶構造因子Ｆ_ｊ（ｈｋｌ）を計算することにより、観測された回折スポットに対応する結晶子の体積Ｖ_ｊを算出することが可能となる。更に、評価の対象となる結晶子の体積Ｖ_ｊから、結晶子の大きさＳ_ｊをＳ_ｊ＝（Ｖ_ｊ）^１／３より算出することができる。

次に、本実施の形態における結晶の大きさの分布測定装置を用いて、試料６０としてアルカリ乾電池のＺｎ電極を測定した場合について説明する。図３は、試料６０がアルカリ乾電池のＺｎ電極である場合の２次元検出器３０により得られたＸ線回折像を示している。図３に示されるＸ線回折像は、試料６０となるＺｎ電極を破壊したり加工等することなく、そのまま分析した結果である。

図３に示されるＸ線回折像では、リング状の回折パターンと、破線の四角で囲まれたスポット状の回折パターンを確認することができる。リング状の回折パターンは、結晶子の大きさが１μｍ未満のＺｎＯにおける回折パターンであり、スポット状の回折パターンは、結晶子の大きさが１〜１００μｍのＺｎにおける回折パターンである。本実施の形態においては、測定の対象となるものは、Ｚｎにおけるスポット状の回折パターンである。本実施の形態においては、破線の四角で囲まれた各々の回折スポットについて、それぞれの強度Ｉ_ｊと回折指数（ｈ_ｊ、ｋ_ｊ、ｌ_ｊ）を測定し、数１に示す式に基づき測定した結果により各々の構造因子を得る。このように得られた構造因子により規格化したＸ線回折強度と回折スポットの数との関係を得ることにより、図４に示されるように結晶子の大きさと結晶子の数との関係が得られる。

本実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法について、図５に示されるフローチャートに基づき説明する。

最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示すように、試料ステージ２０を動かすことにより、Ｘ線源１０より出射され試料６０に入射する角度を角度θにして、試料６０にＸ線を照射する。

次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示すように、２次元検出器３０により、試料６０の２次元のＸ線回折像を得る。

次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）に示すように、図３に示されるような２次元検出器３０により得られたＸ線回折像より、スポット状の回折パターンとなる回折スポットを特定する。本実施の形態においては、特定される回折スポットの数は、ｋ個であるものとする。

次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）に示すように、特定されたｋ個の回折スポットについて、スポット位置と回折指数を算出する。具体的には、ステップ１１２（Ｓ１１２）でｋ個の回折スポットのうちｊ番目の回折スポットについて、回折スポットの観測位置（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）より回折指数（ｈ_ｊ、ｋ_ｊ、ｌ_ｊ）を算出し、ステップ１１４（Ｓ１１４）で強度Ｉ_ｊより結晶子の大きさＳ_ｊを算出する。これを１番目の回折スポットからｋ番目の回折スポットまで繰り返す。尚、得られた情報は、記憶部４４に記憶される。

次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）に示すように、ステップ１１０において得られた結果に基づき、図４に示されるような結晶子の大きさＳ_ｊと結晶子の数との相関を示す分布を得る。これにより、結晶の大きさの分布を測定することができる。

以上により、本実施の形態における結晶の大きさの分布の測定をすることができる。本実施の形態においては、測定対象となる試料を破壊することなく、また、局所的ではなく試料の全体の結晶の大きさの分布を測定することができる。

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、試料に入射するＸ線の角度を変えて２次元のＸ線回折像を取得し、取得された２次元のＸ線回折像に基づき結晶の大きさの分布を測定するものである。これにより、より正確に試料の結晶の大きさの分布を測定することができる。尚、本実施の形態においては、第１の実施の形態における結晶の大きさの分布測定装置が用いられる。

図６は、試料６０がアルカリ乾電池のＺｎ電極の場合の２次元検出器３０により得られたＸ線回折像であって、試料６０に入射するＸ線の角度の異なる第１の条件と第２の条件で測定した結果である。図７は、図６に示される条件の異なるＸ線回折像の破線の四角で囲んだ回折スポットについて、各々の強度Ｉ_ｊと回折指数（ｈ_ｊ、ｋ_ｊ、ｌ_ｊ）を測定した後、数１に示す式より得られた構造因子で規格化したＸ線回折強度と回折スポットの数との関係を示している。図７に示される図は、異なる回折指数を有する回折スポットを用いているため、横軸はＸ線回折強度の回折指数に依存する部分である結晶構造因子の２乗で規格化されている。従って、図７の横軸は、Ｘ線回折強度の結晶子の大きさに依存する値である。

図８は、図７に基づき得られた結晶子の大きさと結晶子の数との関係を示す。図８は、第１の条件で測定した結果と、第２の条件で測定した結果の和であり、例えば、第１の条件で測定して得られた結果を図９とし、第２の条件で測定した結果を図１０とした場合に、これらを合わせたものである。従って、１つの条件で測定した結果よりも、試料６０に入射する角度を変えて複数の条件で測定した結果から結晶子の大きさと結晶子の数との関係を得ることにより、より正確に試料の結晶の大きさの分布を測定することができる。

次に、本実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法について、図１１に示されるフローチャートに基づき説明する。

最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）に示すように、試料ステージ２０を動かすことにより、Ｘ線源１０より出射され試料６０に入射する角度を第１の条件の角度θ１にして、試料６０にＸ線を照射する。

次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）に示すように、２次元検出器３０により、第１の条件における試料６０の２次元のＸ線回折像を得る。

次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）に示すように、図６の第１の条件に示される２次元検出器３０により得られたＸ線回折像より、スポット状の回折パターンとなる回折スポットを特定する。本実施の形態においては、特定される回折スポットの数は、ｐ個であるものとする。

次に、ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ステップ２１２からステップ２１６をｐ回繰り返す。即ち、特定されたｐ個の回折スポットについて、スポット位置と回折指数を算出し、この情報を結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加える。具体的には、第１の条件のｊα番目の回折スポットについて、ステップ２１２（Ｓ２１２）で、回折スポットの観測位置（ｘ_ｊα、ｙ_ｊα）より回折指数（ｈ_ｊα、ｋ_ｊα、ｌ_ｊα）を算出する。この後、ステップ２１４（Ｓ２１４）で、強度Ｉ_ｊαより結晶子の大きさＳ_ｊαを算出する。ステップ２１６（Ｓ２１６）では、ステップ２１４で得られた結晶子の大きさＳ_ｊαの情報を、結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加える。この工程を第１の条件において測定された１番目の回折スポットからｐ番目の回折スポットまで繰り返す。尚、結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図は、記憶部４４に記憶されている。

次に、ステップ２２２（Ｓ２２２）に示すように、試料ステージ２０を動かすことにより、Ｘ線源１０より出射され試料６０に入射する角度を第２の条件の角度θ２にして、試料６０にＸ線を照射する。

次に、ステップ２２４（Ｓ２２４）に示すように、２次元検出器３０により、第２の条件における試料６０の２次元のＸ線回折像を得る。

次に、ステップ２２６（Ｓ２２６）に示すように、図６の第２の条件に示される２次元検出器３０により得られたＸ線回折像より、スポット状の回折パターンとなる回折スポットを特定する。本実施の形態においては、特定される回折スポットの数は、ｑ個であるものとする。

次に、ステップ２３０（Ｓ２３０）に示すように、ステップ２３２からステップ２３６をｑ回繰り返す。即ち、特定されたｑ個の回折スポットについて、スポット位置と回折指数を算出し、この情報を結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加える。具体的には、ステップ２３２（Ｓ２３２）で、第２の条件のｊβ番目の回折スポットについて、回折スポットの観測位置（ｘ_ｊβ、ｙ_ｊβ）より回折指数（ｈ_ｊβ、ｋ_ｊβ、ｌ_ｊβ）を算出する。この後、Ｓ２３４（Ｓ２３４）で、強度Ｉ_ｊβより結晶子の大きさＳ_ｊβを算出する。ステップ２３６（Ｓ２３６）では、ステップ２３４で得られた結晶子の大きさＳ_ｊβの情報を、結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加える。この工程を第２の条件において測定された１番目の回折スポットからｑ番目の回折スポットまで繰り返す。これにより、結晶の大きさの分布を測定することができる。

尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。

〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。ところで、回折スポットの観測位置（ｘ_ｊ、ｙ_ｊ）からは、対象となる結晶子に対応する回折指数（ｈ_ｊ、ｋ_ｊ、ｌ_ｊ）を決定するだけではなく、対象となる結晶子の方位ｎ_ｊを得ることができる。具体的には、結晶子の方位ｎ_ｊは、ある特定の結晶軸が鉛直方向から見てどの方位にあるか、天頂角及び方位角で表現される。本願においては、結晶子の方位ｎ_ｊとは、その結晶子の結晶の（００１）面の方向が３次元空間において、どちらを向いているかを示すものであり、その面方位の向きを意味するものである。

例えば、ある結晶子に対し、Ｘ線の照射条件や２次元検出器３０の位置を変えて測定を行った場合に、同一の結晶子が回折条件を複数回満たし、回折スポットが観測される可能性がある。この場合は、異なる条件の回折スポットの情報を足し合わせてしまうと、同じ結晶子の情報が重複して含まれてしまう。

本実施の形態においては、異なる条件で測定した情報より、重複している結晶子の情報を取り除くことにより、より正確に結晶の大きさの分布を得るものである。即ち、測定条件を変えて２次元検出器３０により測定された回折スポットのそれぞれに対し、結晶子の方位ｎ_ｊを考慮することなく結晶子の大きさの分布を得た場合、複数回カウントされる結晶子が発生する。このため、本実施の形態においては、異なる条件で測定した場合には、結晶子の方位ｎ_ｊが一致する結晶子については、結晶子の大きさの分布を得る際に、重複してカウントしないようにする。これにより、より正確な結晶子の大きさの分布を得ることができる。尚、本実施の形態においては、第１の実施の形態における結晶の大きさの分布測定装置が用いられる。

具体的には、図１２（ａ）に示されるように第１の条件で測定し、図１２（ｂ）に示されるように第２の条件で測定した場合を考える。この場合、第１の条件の回折スポットの観測位置（ｘ_１、ｙ_１）より回折指数（ｈ_１、ｋ_１、ｌ_１）、方位ｎ_１の結晶子の情報が得られ、第２の条件の回折スポットの観測位置（ｘ_２、ｙ_２）より回折指数（ｈ_２、ｋ_２、ｌ_２）、方位ｎ_２の結晶子の情報が得られる。この場合、方位ｎ_１と方位ｎ_２とが同じである場合、同じ結晶子である可能性が極めて高いことから、得られた情報のうちのいずれか一方を、この試料の結晶の大きさの分布図に加えないようにする。

次に、本実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法について、図１３に示されるフローチャートに基づき説明する。

最初に、ステップ３０２（Ｓ３０２）に示すように、試料ステージ２０を動かすことにより、Ｘ線源１０より出射され試料６０に入射する角度を第１の条件の角度θ１にして、試料６０にＸ線を照射する。

次に、ステップ３０４（Ｓ３０４）に示すように、２次元検出器３０により、第１の条件における試料６０の２次元のＸ線回折像を得る。

次に、ステップ３０６（Ｓ３０６）に示すように、図６の第１の条件に示される２次元検出器３０により得られたＸ線回折像より、スポット状の回折パターンとなる回折スポットを特定する。本実施の形態においては、特定される回折スポットの数は、ｐ個であるものとする。

次に、ステップ３１０（Ｓ３１０）において、ステップ３１２からステップ３１８をｐ回繰り返す。即ち、特定されたｐ個の回折スポットについて、スポット位置と回折指数を算出し、一致する方位ｎ_ｊαが存在しない場合には、この情報を結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加え、存在している場合には、この回折スポットの情報は除かれる。具体的には、ステップ３１２（Ｓ３１２）で、第１の条件におけるｐ個の回折スポットのｊα番目の回折スポットについて、回折スポットの観測位置（ｘ_ｊα、ｙ_ｊα）より、方位ｎ_ｊα、回折指数（ｈ_ｊα、ｋ_ｊα、ｌ_ｊα）を算出する。この後、ステップ３１４（Ｓ３１４）で、方位ｎ_ｊαがｊα−１番目までの回折スポットについて算出した方位に存在しているか否かを判断する。一致する方位ｎ_ｊαが存在していない場合には、ステップ３１６（Ｓ３１６）で、強度Ｉ_ｊαより結晶子の大きさＳ_ｊαを算出する。ステップ３１８（Ｓ３１８）では、ステップ３１６で得られた結晶子の大きさＳ_ｊαの情報を、結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加える。一致する方位ｎ_ｊαが存在している場合には、次の回折スポットに移る。この工程を第１の条件において測定された１番目の回折スポットからｐ番目の回折スポットまで繰り返す。尚、結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図は、記憶部４４に記憶されている。

次に、ステップ３２２（Ｓ３２２）に示すように、試料ステージ２０を動かすことにより、Ｘ線源１０より出射され試料６０に入射する角度を第２の条件の角度θ２にして、試料６０にＸ線を照射する。

次に、ステップ３２４（Ｓ３２４）に示すように、２次元検出器３０により、第２の条件における試料６０の２次元のＸ線回折像を得る。

次に、ステップ３２６（Ｓ３２６）に示すように、図６の第２の条件に示される２次元検出器３０により得られたＸ線回折像より、スポット状の回折パターンとなる回折スポットを特定する。本実施の形態においては、特定される回折スポットの数は、ｑ個であるものとする。

次に、ステップ３３０（Ｓ３３０）において、ステップ３３２からステップ３３８をｑ回繰り返す。即ち、特定されたｑ個の回折スポットについて、スポット位置と回折指数を算出し、方位ｎ_ｊβが第１の角度条件θ１で観測された回折スポットから算出されたｐ個の方位、及び第２の角度条件θ２で観測されたｊβ−１番目までの回折スポットについて算出した方位に存在しない場合には、この情報を結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加え、存在している場合には、この回折スポットの情報は除かれる。具体的には、ステップ３３２（Ｓ３３２）で、第２の条件におけるｑ個の回折スポットのｊβ番目の回折スポットについて、回折スポットの観測位置（ｘ_ｊβ、ｙ_ｊβ）より、方位ｎ_ｊβ、回折指数（ｈ_ｊβ、ｋ_ｊβ、ｌ_ｊβ）を算出する。この後、ステップ３３４（Ｓ３３４）で、一致する方位ｎ_ｊβが存在しているか否かを判断する。一致する方位ｎ_ｊβが存在していない場合には、Ｓ３３６（Ｓ３３６）で、強度Ｉ_ｊβより結晶子の大きさＳ_ｊβを算出する。ステップ３３８（Ｓ３３８）では、ステップ３３６で得られた結晶子の大きさＳ_ｊβの情報を、結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図に加える。一致する方位ｎ_ｊβが存在している場合には、次の回折スポットに移る。この工程を第２の条件において測定された１番目の回折スポットからｑ番目の回折スポットまで繰り返す。尚、結晶子の大きさと結晶子の数との相関を示す分布図は、記憶部４４に記憶されている。図１４は、本実施の形態における結晶の大きさの分布測定方法により得られた結晶子の大きさと結晶子の数との関係を示す。

尚、上記以外の内容については、第２の実施の形態と同様である。

以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
試料に照射されるＸ線を出射するＸ線源と、
前記試料が設置される試料ステージと、
前記試料からのＸ線回折像を取得する２次元検出器と、
演算制御部と、
を有し、
前記演算制御部は、Ｘ線が照射された試料からの２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、前記Ｘ線回折像より特定された複数の回折スポットの観測位置より回折指数を算出し、前記回折スポットの強度と前記回折指数に基づき、前記回折スポットに対応する結晶子の大きさを算出し、前記複数の回折スポットに対応する結晶子の大きさの分布を得る制御を行うことを特徴とする結晶の大きさの分布測定装置。
（付記２）
前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得するものであって、
前記演算制御部により、前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする付記１に記載の結晶の大きさの分布測定装置。
（付記３）
前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得するものであって、
前記演算制御部は、前記回折スポットの観測位置より、前記回折スポットに対応する結晶子の方位を算出し、
前記演算制御部により、一方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きと、他方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きとが同じである場合には、いずれか一方を除き、前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする付記１に記載の結晶の大きさの分布測定装置。
（付記４）
試料にＸ線を照射し、前記試料からの２次元のＸ線回折像を２次元検出器により取得する工程と、
前記Ｘ線回折像より複数の回折スポットを特定する工程と、
前記回折スポットの観測位置より回折指数を得る工程と、
前記回折スポットの強度と前記回折指数に基づき、前記回折スポットに対応する結晶子の大きさを算出する工程と、
前記複数の回折スポットに対応する結晶子の大きさの分布を得る工程と、
を有することを特徴とする結晶の大きさの分布測定方法。
（付記５）
前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、
前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする付記４に記載の結晶の大きさの分布測定方法。
（付記６）
前記回折スポットの観測位置より、前記回折スポットに対応する結晶子の方位を算出する工程を有し、
前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、
一方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きと、他方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きとが同じである場合には、いずれか一方を除いて、前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする付記４に記載の結晶の大きさの分布測定方法。
（付記７）
前記試料における結晶子の大きさは、１μｍ以上、１００μｍ以下であることを特徴とする付記４から６のいずれかに記載の結晶の大きさの分布測定方法。

１０ Ｘ線源
２０ 試料ステージ
３０ ２次元検出器
４０ 演算制御部
４１ 位置制御部
４２ Ｘ線検出器
４３ 演算処理部
４４ 記憶部
５０ 表示部
６０ 試料

Claims (6)

1. 試料に照射されるＸ線を出射するＸ線源と、
   前記試料が設置される試料ステージと、
   前記試料からのＸ線回折像を取得する２次元検出器と、
   演算制御部と、
   を有し、
   前記演算制御部は、Ｘ線が照射された試料からの２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、前記Ｘ線回折像より特定された複数の回折スポットの観測位置より回折指数を算出し、前記回折スポットの強度と前記回折指数に基づき、前記回折スポットに対応する結晶子の大きさを算出し、前記複数の回折スポットに対応する結晶子の大きさの分布を得る制御を行うことを特徴とする結晶の大きさの分布測定装置。
2. 前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得するものであって、
   前記演算制御部により、前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする請求項１に記載の結晶の大きさの分布測定装置。
3. 前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得するものであって、
   前記演算制御部は、前記回折スポットの観測位置より、前記回折スポットに対応する結晶子の方位を算出し、
   前記演算制御部により、一方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きと、他方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きとが同じである場合には、いずれか一方を除き、前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする請求項１に記載の結晶の大きさの分布測定装置。
4. 試料にＸ線を照射し、前記試料からの２次元のＸ線回折像を２次元検出器により取得する工程と、
   前記Ｘ線回折像より複数の回折スポットを特定する工程と、
   前記回折スポットの観測位置より回折指数を得る工程と、
   前記回折スポットの強度と前記回折指数に基づき、前記回折スポットに対応する結晶子の大きさを算出する工程と、
   前記複数の回折スポットに対応する結晶子の大きさの分布を得る工程と、
   を有することを特徴とする結晶の大きさの分布測定方法。
5. 前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、
   前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする請求項４に記載の結晶の大きさの分布測定方法。
6. 前記回折スポットの観測位置より、前記回折スポットに対応する結晶子の方位を算出する工程を有し、
   前記試料に照射されるＸ線の角度を変えて、各々の角度に対応した２次元のＸ線回折像を前記２次元検出器により取得し、
   一方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きと、他方のＸ線回折像により得られた結晶子の向きとが同じである場合には、いずれか一方を除いて、前記Ｘ線回折像の各々より得られる結晶子の大きさの分布の情報を合わせることにより、結晶子の大きさの分布を得ることを特徴とする請求項４に記載の結晶の大きさの分布測定方法。