JP3593412B2 - X-ray analyzer and attachment for X-ray fluorescence analysis - Google Patents

X-ray analyzer and attachment for X-ray fluorescence analysis Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、X線を用いて試料の結晶構造等を分析するためのX線分析装置、およびX線回折装置に装着して蛍光X線分析を簡易に行なえるようにした蛍光X線分析用アタッチメントに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、X線を用いて試料の結晶構造等を分析するためのX線分析装置として、X線回折装置および蛍光X線分析装置が知られている。
このうちX線回折装置は、図10に示すように、X線源1から発射されたX線を試料Sに照射し、試料Sで回折してきた回折X線をX線検出器21によって検出する光学系を有している。ここで、試料Sに対するX線の入射角をθとした場合、入射X線に対するX線の回折角は2θ(θの2倍)の関係にあり(ブラッグの回折条件)、回折X線のピーク強度が現われる2θは、試料Sの結晶構造に応じて固有の角度となる。
【0003】
そこで、X線回折装置では、ゴニオメータ6と称する測角器のθ回転テーブル4に試料Sを装着し、X線源1からのX線に対し試料Sをθ回転させるとともに、ゴニオメータ6の2θ回転アーム5にX線検出器21を設け、試料Sで回折してきた回折X線のピーク強度をX線検出器21で検出したときの回折角度2θをゴニオメータ6によって測定する構造となっている。
【0004】
一方、蛍光X線分析装置は、図11に示すように、X線源1から発射されたX線を試料Sに照射し、試料Sから放射された蛍光X線を分光結晶10によって分光し、この分光された蛍光X線の発散をソーラスリット11で制限した後、X線検出器21に導く光学系を有している。
ここで、分光結晶10はゴニオメータ6のθ回転テーブル4に設けられ、またソーラスリット11とX線検出器21は、ゴニオメータ6の2θ回転アーム5に設けられており、分光結晶10で分光された蛍光X線の分光角度2θ′を、ゴニオメータ6によって測定する構造となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
さて、試料に対してX線回折測定と蛍光X線分析とを併せて実施することができれば、いずれか一方で得られた試料の分析結果よりも一層高精度な分析結果を期待することができる。
【0006】
しかしながら、従来のX線回折装置と蛍光X線分析装置は、それぞれ専用の分析装置として構成されており、一台の分析装置でX線回折測定と蛍光X線分析とを実施できるものはなかった。
このため、X線回折測定と蛍光X線分析とを併せて実施しようとした場合、これらX線回折装置と蛍光X線分析装置の双方を揃えなければならず、多額の設備コストがかかり経済的負担が大きいという問題があった。
【0007】
この発明はこのような問題を解決するためになされたもので、一台の分析装置でX線回折測定と蛍光X線分析とを簡易に実施できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、まずこの発明の蛍光X線分析用アタッチメントは、θ回転部および2θ回転部を備えたゴニオメータと、このゴニオメータのθ回転部に設けた試料に対しX線を照射するX線源と、ゴニオメータの2θ回転部に設置したX線検出器とを含むX線回折装置に装着する次の構成を備えている。
【0009】
▲1▼ゴニオメータのθ回転部に設置し、X線の照射に伴い試料から放射された蛍光X線を分光する分光結晶
▲2▼ゴニオメータの2θ回転部に設置し、分光結晶により分光した蛍光X線の向きと発散を制限するソーラスリット
【0010】
X線回折装置にこのアタッチメントを装着することにより、同装置上に次のような蛍光X線分析用の光学系を簡易に形成することができる。すなわち、X線源で発生したX線を試料に照射すると、試料が励起されてその試料に特有の波長λをもった蛍光X線が放射される。この蛍光X線を分光結晶に照射させて分光する。このようにして分光した蛍光X線を、ゴニオメータの2θ回転部に設置したソーラスリットに通した後、X線検出器に導く。ここで、ソーラスリットは蛍光X線の向きと発散を制限する機能を有している。
そして、X線検出器で蛍光X線のピーク強度を検出したときの分光角度を、ゴニオメータで測定することにより、試料の蛍光X線分析を実施することができる。
【0011】
上記の蛍光X線分析用アタッチメントにおいて、分光結晶の結晶面は試料に対し次のように位置決めすることが好ましい。すなわち、分光結晶の結晶面は、試料の試料面を通る任意の仮想平面と平行に配置し、かつこの仮想平面との間に任意の間隔を設ける。このような位置関係とすることで、試料から放射された蛍光X線を、分光結晶の結晶面へと確実に入射させることができる。
【0012】
また、ゴニオメータの2θ回転部に設置する第二のX線検出器を蛍光X線分析用アタッチメントの構成要素に加え、蛍光X線分析に際してソーラスリットを通過してきた蛍光X線を、この第二のX線検出器で検出するようにしてもよい。この場合、X線回折装置にもともと備わっているX線検出器を、X線回折測定専用のX線検出器とし、例えば、X線回折測定と蛍光X線分析を同時に実施することが可能となる。
【0013】
さらに、ゴニオメータの本体に固定して設け、試料から放射された蛍光X線の向きと発散を制限して前記分光結晶に導くスリット手段をこの発明の構成要素に加えることもできる。このようなスリット手段を付加することによって、散乱X線を遮蔽して、分光結晶に導かれる蛍光X線のS/N比(ピーク強度/バックグラウンド強度比)を向上させることができ、測定精度を上げることが可能となる。
【0014】
次に、この発明のX線分析装置は、θ回転部および2θ回転部を備えたゴニオメータと、このゴニオメータのθ回転部に設置した試料の装着部と、試料に対しX線を照射するX線源と、上記ゴニオメータのθ回転部に設置し、X線の照射に伴い試料から放射された蛍光X線を分光する分光結晶と、ゴニオメータの2θ回転部に設置し分光結晶により分光した蛍光X線の向きと発散を制限するソーラスリットと、ゴニオメータの2θ回転部に設置し試料からの回折X線またはソーラスリットを通過してきた蛍光X線を検出するX線検出器とを備えている。
【0015】
このX線分析装置によりX線回折測定を行なうときは、試料の装着部に試料を装着し、X線源で発生したX線を該試料に照射して、試料から回折してきた回折X線をX線検出器で検出する。そして、回折X線のピーク強度をX線検出器が検出したときの回折角度2θをゴニオメータで測定する。
【0016】
一方、このX線分析装置により蛍光X線分析を行なうときは、試料の装着部に試料を装着し、X線源で発生したX線を該試料に照射して、試料から放射された蛍光X線を分光結晶に照射する。分光結晶で分光した蛍光X線は、ソーラスリットで向きと発散を制限した後、X線検出器に導く。そして、蛍光X線のピーク強度をX線検出器が検出したときの分光角度2θ′をゴニオメータで測定する。
【0017】
上記のX線分析装置において、X線検出器を第一,第二のX線検出器に分けて設置し、X線回折測定に際して試料で回折してきた回折X線を第一のX線検出器で検出するとともに、蛍光X線分析に際してソーラスリットを通過してきた蛍光X線を第二のX線検出器で検出するようにしてもよい。
【0018】
さらに、上記のX線分析装置において、試料から放射された蛍光X線の向きと発散を制限して前記分光結晶に導くスリット手段をゴニオメータの本体に固定して設けてもよい。このようなスリット手段を付加することによって、散乱X線を遮蔽して、分光結晶に導かれる蛍光X線のS/N比(ピーク強度/バックグラウンド強度比)を向上させることができ、測定精度を上げることが可能となる。
【0019】
また、この発明のX線分析装置は、試料の装着部に分光結晶を装着可能とするとともに、当該試料の装着部とは別の箇所に第二の試料装着部を設けた構成としてもよい。この場合、X線回折測定に際しては、試料の装着部に試料を装着するとともに、ソーラスリットをゴニオメータの2θ回転部から取外す。そして、X線源で発生したX線を該試料に照射して、試料から回折してきた回折X線をX線検出器で検出し、この検出器が回折X線のピーク強度を検出したときの回折角度2θをゴニオメータで測定する。
【0020】
一方、蛍光X線分析に際しては、試料の装着部に分光結晶を装着するとともに、第二の試料装着部に試料を装着し、かつソーラスリットをゴニオメータの2θ回転部に設置する。そして、X線源で発生したX線を該試料に照射して、試料から放射された蛍光X線を分光結晶に照射する。分光結晶で分光した蛍光X線は、ソーラスリットで向きと発散を制限して平行ビームとした後、X線検出器に導き、このX線検出器が蛍光X線のピーク強度を検出したときの分光角度をゴニオメータで測定する。
【0021】
上述したX線分析装置においても、分光結晶の結晶面は、試料の試料面を通る任意の仮想平面と平行に配置し、かつこの仮想平面との間に任意の間隔を設けることが好ましい。分光結晶と試料とをこのような位置関係とすることで、試料から放射された蛍光X線を、分光結晶の結晶面へと確実に入射させることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1はこの発明の実施形態に係るX線分析装置の構成図である。
このX線分析装置はX線回折測定のための基本構造を備えている。すなわち、基本構造は図10に示したX線回折装置とほぼ同様であり、X線源1、試料装着部としての試料台2、および第一のX線検出器3を備え、X線源1から発射したX線を、試料台に装着した試料Sの表面(試料面)に照射し、該試料面で回折してきた回折X線を第一のX線検出器3によって検出する。
【0023】
X線回折測定においては、試料Sに対するX線の入射角θ、および入射X線に対する試料からのX線回折角2θを測定する必要がある。このため、θ回転部としてのθ回転テーブル4および2θ回転部としての2θ回転アーム5を備えたゴニオメータ6が用いられている。前述したとおり、ゴニオメータ6は一種の測角器であり、θ回転テーブル4のθ回転に対して、2θ回転アーム5が正確にθの2倍、すなわち2θ回転できる構造となっている。なお、この発明では、ゴニオメータ6のθ回転部(θ回転テーブル4)を固定して、2θ回転部(2θ回転アーム5)のみ駆動制御する場合もある。
【0024】
試料台2は、ゴニオメータ6のθ回転テーブル4に搭載してあり、試料面を同テーブル4の回転中心に位置決めした状態で、試料Sを装着できる構造となっている。したがって、試料台2に装着された試料Sは、θ回転テーブル4とともにθ回転する。
【0025】
また、第一のX線検出器3は、ゴニオメータ6の2θ回転アーム5に設置してある。ここで、2θ回転アーム5の回転中心は、θ回転テーブル4と一致している。したがって第一のX線検出器3は、2θ回転アーム5とともに試料Sの周囲を2θ回転する。
【0026】
X線源1は、ゴニオメータ6の周囲に固定して設けてある。X線源1の前方には発散スリット(DS)7が設けてあり、この発散スリット7により、試料に当たるX線の面積を制限している。また、第一のX線検出器3の手前には受光スリット(RS)8および散乱防止スリット(SS)9が設けてあり、受光スリット8によって回折X線の分解能を調整するとともに、散乱防止スリット9によって散乱X線の入射を防止している。
上述した各構成要素は、従来のX線回折装置に備えられていたものであり、その構成は既に周知であるため、詳細な説明は省略する。
【0027】
この実施形態に係るX線分析装置は、上述したX線回折測定のための構成要素に加え、蛍光X線分析を実施するために必要な次の構成要素を備えている。すなわち、ゴニオメータ6のθ回転テーブル4上に分光結晶10が、2θ回転アーム5にソーラスリット11と第二のX線検出器12がそれぞれ設けてある。
【0028】
試料(物質)にX線を照射すると、試料を形成する原子が励起してX線(蛍光X線)を放射する。この蛍光X線は、試料の原子構造に対応した固有の波長λを有する(これを、Moseleyの関係という)ことから、該蛍光X線の波長λを検出し、その検出結果から試料の元素分析等を行なうことができる。これが蛍光X線分析の基本原理である。
【0029】
分光結晶10は、上記蛍光X線の波長λを検出するために必要となる。すなわち、図9に示すように、面間隔dの分光結晶10に入射角θ′をもって蛍光X線を入射させると、入射X線に対し2θ′の角度に回折する。そして、この蛍光X線の波長をλとすると、
2dsinθ′=nλ (nは反射次数)
の式(ブラッグの式)を満足する角度θ′のときのみ回折した蛍光X線が干渉を起す。そこで、分光結晶10から回折してきた蛍光X線のピーク強度を、第二のX線検出器12によって検出し、そのときの2θ′(分光角度)をゴニオメータ6で検出することにより、上式から波長λを求めることができる。
【0030】
分光結晶10は、このように試料から放射された蛍光X線を各結晶面で回折させて干渉を起こさせる機能を有する。この分光結晶10としては、面間隔dが既知の単結晶平板を用いることが好ましい。
【0031】
この実施形態では、試料台2に装着した試料Sの試料面に対し、この分光結晶10の結晶面を次のように位置決めしている(図2参照)。
すなわち、試料面の中心を通る仮想平面Hを想定し、この仮想平面Hと平行に分光結晶10の結晶面を配置し、かつ仮想平面Hと分光結晶10の結晶面との間に、任意の間隔aを設ける。もし仮に、仮想平面Hと分光結晶10の結晶面とを一致させた場合、試料面から放射される蛍光X線を分光結晶10の結晶面に入射させることができない。そこで、上記のような間隔aを設けることで、試料面から放射される蛍光X線を分光結晶10の結晶面へと確実に入射させることが可能となる。
【0032】
さらに、分光結晶10の一端10aを試料面の近傍に配置することで、試料面から放射された蛍光X線を、分光結晶10の結晶面に広い発散角をもって入射させることができる。
【0033】
ソーラスリット11は、多数の金属箔を所定間隔をおいて平行に並べた構造を有しており、分光結晶10で分光された蛍光X線をそれら金属箔の間に通すことで、該蛍光X線の発散を制限し、さらに第二のX線検出器12に入射する蛍光X線の角度を選択受光する。このソーラスリット11は、第二のX線検出器12の手前に設置する。このときソーラスリット11の中心軸は、第二のX線検出器12における受光中心軸と一致するように位置決めすることが好ましい。
【0034】
また、ソーラスリット11および第二のX線検出器12は、蛍光X線分析に必要となる分光角度の測定範囲において、分光結晶10で回折してきた蛍光X線の少なくとも中心線部分が、ソーラスリット11を通り第二のX線検出器12の受光面へと入射するよう設置位置を調整する。
【0035】
図8は、分光結晶10の適正長さとソーラスリット11の適正位置に関する本発明者の検討結果を示すグラフである。この検討にあたり、試料面の中心は2θ回転アーム5の回転中心に位置決めした。また、分光結晶10の結晶面は、試料面の中心を通る任意の仮想平面Hと平行に配置するとともに、同仮想平面Hとの間隔aを5mmに設定した(図2参照)。
【0036】
同図の破線は、図2に示す試料面の中心から分光結晶10へ蛍光X線が入射する位置までの距離L(分光結晶10の長さ方向の距離)と、分光結晶10に対する蛍光X線の入射角θ′との関係を示している。このグラフから、蛍光X線の回折角2θ′を10〜90°まで確保するには、分光結晶10をL=80mm程度に設置すればよいことがわかる。
【0037】
また、図8の実線は、分光結晶10で回折した蛍光X線の中心線と、試料面の中心を通り該回折蛍光X線の中心線に平行な仮想平面H′との間隔をbとし、この間隔bと分光結晶10に対する蛍光X線の回折角2θ′との関係を示している。このグラフに示されたように、間隔bは回折角=0〜90°の範囲でほぼ10mm程度であった。したがって、図2に示すように、仮想平面H(H′)とソーラスリット11の中心軸との間隔b′を10mm程度に設定すれば、蛍光X線分析に必要となる分光角度の測定範囲において、分光結晶10で回折してきた蛍光X線を、ソーラスリット11を介して第二のX線検出器12の受光面へと入射させることができる。
【0038】
なお、これらの結果は、間隔aを5mmに設定した場合の一例であり、実際の設計にあたっては、適宜分光結晶10の長さとソーラスリット11の位置を調整することが好ましい。
【0039】
上述した構成のX線分析装置は、X線回折測定と蛍光X線分析とを一台で実施することができる。すなわち、X線回折測定を実施するときは、X線源1で発生したX線を、試料台2に装着した試料Sへ照射し、試料Sで回折してきた回折X線を第一のX線検出器3で検出する。試料SへのX線入射角θはゴニオメータ6のθ回転テーブル4で調節し、回折X線の回折角2θはゴニオメータ6の2θ回転アーム5の回転角によって測定する。このようにして回折X線のピーク強度とその際の回折角2θを測定すれば、それらの測定結果によって試料Sの結晶構造等を分析することができる。
【0040】
次に、蛍光X線分析を実施するときは、X線源1で発生したX線を、試料台2に装着した試料Sへ照射し、試料Sから放射された蛍光X線を分光結晶10で分光する。このようにして分光した蛍光X線をソーラスリット11に通した後、第二のX線検出器12へ入射させる。そして、蛍光X線のピーク強度を第二のX線検出器12で検出し、その際の分光角度2θ′をゴニオメータ6で検出することにより、蛍光X線の波長λを求め、試料Sの結晶構造等を分析することができる。
【0041】
蛍光X線分析は、試料Sおよび分光結晶10を固定しておき(すなわち、θ回転テーブル4を固定する)、2θ回転アーム5のみを回転させて蛍光X線の分光角度を測定するθ固定方式(図3参照)と、θ回転テーブル4とともに試料Sおよび分光結晶10を回転させながら、2θ回転アーム5で蛍光X線の分光角度を測定するθ回転方式(図4参照)のいずれの方式で行なってもよい。
【0042】
θ固定方式の場合には、2θ回転アーム5の回転角が図3に示すようにθ′となるので、2θ回転アーム5の読みをθ′として蛍光X線の分光角度を求めることになる。一方、θ回転方式の場合には、図4に示すようにθ回転テーブル4の回転角θ′が2θ回転アーム5の回転角に重畳されるので、X線回折測定のときと同様、2θ回転アーム5の読みは2θ′となる。
【0043】
また、蛍光X線分析における蛍光X線の分光角度は、例えば、第二のX線検出器12の受光中心軸を分光結晶10の結晶面と平行に配置した状態を0°として測定すればよい。このようにゼロセットしたときの2θ回転アーム5の読みが2θであった場合は、その後の測定で2θ回転アーム5が示した読み2θxからゼロセット時の読み2θを差し引いた角度(2θ−2θx)が蛍光X線の分光角度となる。
例えば、ゼロセット時の2θ回転アーム5の読み2θが90°で、分光角度の測定に際して2θ回転アーム5が60°の読み(2θx)を示したときは、90°−60°=30°が真の分光角度となる。
【0044】
なお、分光結晶10の結晶面と試料Sの試料面とのなす角度は、任意にセッティングすることができる。すなわち、各面を平行に配置したり、または45°,25°などの角度をつけて配置することで、試料Sから放射された蛍光X線を有効に分光結晶10へと入射させる適正な配置を実現することが好ましい。
また、蛍光X線分析に関しては、試料Sの試料面をゴニオメータ6のθ回転テーブル4の中心に位置決めしなくても構わない。
【0045】
上述した実施形態では、第一,第二のX線検出器12を2θ回転アーム5に設置したので、X線回折測定と蛍光X線分析とを同時に実施することもできる。もっとも、単一のX線検出器のみを2θ回転アーム5に設置しておき、X線回折測定と蛍光X線分析とに共用する構成として、設備コストの低価格化を図ることもできる。この場合、X線回折測定を実施するときは、X線検出器の手前に受光スリット(RS)8および散乱防止スリット(SS)9を配設する。そして、蛍光X線分析を実施するときは、これらスリット(RS,SS)8,9に代えて、X線検出器の手前にソーラスリット11を配設する。
【0046】
X線蛍光分析に必要となる分光結晶10およびソーラスリット11は、X線分析装置の構成要素としてあらかじめ設置しておく以外にも、X線回折装置に装着できる蛍光X線分析用アタッチメントとして用意してもよい。このようなアタッチメントとすれば、僅かな改良(アタッチメントの装着部を設ける)で従来のX線回折装置に、蛍光X線分析の機能をもたせることができ、装置の買い替えも必要なくなる。この蛍光X線分析用アタッチメントには、第二のX線検出器12を含めてもよい。
【0047】
図5は、図4に示したθ回転方式で蛍光X線分析を行なう場合の変形例を示す構成図である。
すなわち、試料Sと分光結晶10の間にスリット手段としての入射側ソーラスリット31を設け、この入射側ソーラスリット31により、試料から放射された蛍光X線の向きと発散を制限して前記分光結晶に導くようにしてもよい。この入射側ソーラスリット31は、ゴニオメータの本体非回動部に固定して設け、ゴニオメータのθ回転,2θ回転にかかわらず、常に一定の方向に蛍光X線を導くように位置決めしておく。
【0048】
この入射側ソーラスリット31によって、散乱X線を遮蔽して、分光結晶に導かれる蛍光X線のS/N比(ピーク強度/バックグラウンド強度比)を向上させることができ、測定精度を上げることが可能となる。
なお、このスリット手段としては、通常のX線装置に用いられているスリットを適用することもできる。そして、このスリット手段は、X線回折装置に装着できる蛍光X線分析用アタッチメントとして用意してもよい。
【0049】
図6および図7は、この発明の他の実施形態を示す構成図である。
同図に示したX線分析装置は、ゴニオメータ6のθ回転部に設けた試料台2(試料装着部)が、試料に代えて分光結晶10を装着できる構成となっている。さらに、試料台2とは別の任意の箇所に、第二の試料装着部20を設けてある。また、2θ回転アーム5には、単一のX線検出器21を設置してあり、その手前に受光スリット(RS)8および散乱防止スリット(SS)9と、ソーラスリット11とを交換して配設できるスリット装着部22が設けてある。
【0050】
このX線分析装置では、試料台2へ試料Sを装着するとともに、スリット装着部22に受光スリット(RS)8および散乱防止スリット(SS)9を装着すれば、X線回折測定用の光学系を形成することができる。一方、試料台2に分光結晶10を装着するとともに、第二の試料装着部20へ試料Sを装着し、かつスリット装着部22にソーラスリット11を装着すれば、蛍光X線分析用の光学系を形成することができる。
【0051】
ここで、試料台2に装着した分光結晶10の結晶面と、第二の試料装着部20へ装着した試料Sの試料面とは、先の実施形態と同様な配置関係とすることが好ましい。なお、第二の試料装着部20は、ゴニオメータ6以外の箇所に設置してもよい。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、一台の装置でX線回折測定と蛍光X線分析とを簡易に実施することができるので、安価な設備コストで試料分析の高精度化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係るX線分析装置の平面構成図である。
【図2】同装置の試料、分光結晶、およびソーラスリットの配置関係を示す平面模式図である。
【図3】同装置により蛍光X線分析をθ固定方式で行なう際の動作を示す平面模式図である。
【図4】同装置により蛍光X線分析をθ回転方式で行なう際の動作を示す平面模式図である。
【図5】同装置により蛍光X線分析をθ回転方式で行なう際の変形例を示す構成図である。
【図6】この発明の他の実施形態に係るX線分析装置によりX線回折測定用の光学系を形成した状態を示す平面構成図である。
【図7】同装置により蛍光X線分析用の光学系を形成した状態を示す平面構成図である。
【図8】図2に示したX線分析装置の試料、分光結晶、およびソーラスリットの配置関係についての検討データを示すグラフである。
【図9】分光結晶による蛍光X線の分光原理を説明するための図である。
【図10】従来のX線回折装置を示す平面構成図である。
【図11】従来の蛍光X線分析装置を示す平面構成図である。
【符号の説明】
1:X線源 2:試料台
3:第一のX線検出器 4:θ回転テーブル
5:2θ回転アーム 6:ゴニオメータ
10:分光結晶 11:ソーラスリット
12:第二のX線検出器
20:第二の試料装着部 21:X線検出器
22:スリット装着部
31:入射側ソーラスリット S:試料
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray analyzer for analyzing a crystal structure or the like of a sample using X-rays, and a fluorescent X-ray analyzer attached to an X-ray diffractometer so that X-ray fluorescence analysis can be easily performed. Regarding attachments.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an X-ray diffractometer and a fluorescent X-ray analyzer have been known as X-ray analyzers for analyzing a crystal structure or the like of a sample using X-rays.
Among them, the X-ray diffractometer irradiates the sample S with the X-rays emitted from the X-ray source 1 and detects the diffracted X-ray diffracted by the sample S by the X-ray detector 21 as shown in FIG. It has an optical system. Here, assuming that the incident angle of the X-ray with respect to the sample S is θ, the diffraction angle of the X-ray with respect to the incident X-ray has a relationship of 2θ (twice θ) (Bragg diffraction condition), and the peak of the diffracted X-ray 2θ at which the intensity appears is a unique angle according to the crystal structure of the sample S.
[0003]
Therefore, in the X-ray diffraction apparatus, the sample S is mounted on the θ rotation table 4 of a goniometer 6 called a goniometer 6, the sample S is rotated θ with respect to the X-ray from the X-ray source 1, and the 2θ rotation of the goniometer 6 is performed. An X-ray detector 21 is provided on the arm 5, and the diffraction angle 2θ when the X-ray detector 21 detects the peak intensity of the diffracted X-ray diffracted by the sample S is measured by the goniometer 6.
[0004]
On the other hand, the X-ray fluorescence analyzer irradiates the sample S with the X-rays emitted from the X-ray source 1 as shown in FIG. The optical system has an optical system that restricts the divergence of the separated fluorescent X-rays by the solar slit 11 and then guides the divergence to the X-ray detector 21.
Here, the spectral crystal 10 is provided on the θ-rotation table 4 of the goniometer 6, and the solar slit 11 and the X-ray detector 21 are provided on the 2θ-rotation arm 5 of the goniometer 6. The structure is such that the spectral angle 2θ ′ of the fluorescent X-ray is measured by the goniometer 6.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the X-ray diffraction measurement and the X-ray fluorescence analysis can be performed together on a sample, it is possible to expect a more accurate analysis result than the analysis result of the sample obtained in either one. .
[0006]
However, the conventional X-ray diffractometer and X-ray fluorescence analyzer are each configured as a dedicated analyzer, and none of them can perform X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis with one analyzer. .
Therefore, when the X-ray diffraction measurement and the X-ray fluorescence analysis are to be performed simultaneously, both the X-ray diffraction apparatus and the X-ray fluorescence analysis apparatus must be provided, which requires a large amount of equipment cost and is economical. There was a problem that the burden was large.
[0007]
The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to enable a single analyzer to easily perform X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, first, an attachment for X-ray fluorescence analysis of the present invention irradiates a goniometer provided with a θ rotation unit and a 2θ rotation unit and a sample provided in the θ rotation unit of the goniometer with X-rays. The following configuration is provided to be mounted on an X-ray diffraction apparatus including an X-ray source and an X-ray detector installed in a 2θ rotating section of a goniometer.
[0009]
{Circle around (1)} A spectral crystal that is installed in the θ rotating part of the goniometer and disperses fluorescent X-rays emitted from the sample in response to X-ray irradiation. Solar slit to limit line direction and divergence
By attaching this attachment to the X-ray diffraction apparatus, the following optical system for X-ray fluorescence analysis can be easily formed on the apparatus. That is, when the sample is irradiated with X-rays generated by the X-ray source, the sample is excited and fluorescent X-rays having a wavelength λ peculiar to the sample are emitted. The fluorescent X-rays are irradiated on the spectral crystal to separate them. The fluorescent X-rays thus dispersed are passed through a solar slit provided in a 2θ rotating section of a goniometer, and then guided to an X-ray detector. Here, the solar slit has a function of limiting the direction and divergence of the fluorescent X-ray.
Then, the X-ray fluorescence analysis of the sample can be performed by measuring the spectral angle when the X-ray detector detects the peak intensity of the fluorescent X-ray with a goniometer.
[0011]
In the attachment for X-ray fluorescence analysis described above, it is preferable that the crystal plane of the spectral crystal be positioned with respect to the sample as follows. That is, the crystal plane of the spectral crystal is arranged in parallel with an arbitrary virtual plane passing through the sample surface of the sample, and an arbitrary interval is provided between the crystal plane and the virtual plane. With such a positional relationship, the fluorescent X-rays emitted from the sample can be reliably incident on the crystal plane of the spectral crystal.
[0012]
In addition, a second X-ray detector installed on the 2θ rotation unit of the goniometer is added to the components of the attachment for X-ray fluorescence analysis, and X-rays that have passed through the solar slit during X-ray fluorescence analysis are converted to the second X-ray. You may make it detect with an X-ray detector. In this case, the X-ray detector originally provided in the X-ray diffraction apparatus is an X-ray detector dedicated to X-ray diffraction measurement, and for example, it is possible to simultaneously perform X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis. .
[0013]
Further, a slit means which is fixed to the main body of the goniometer and restricts the direction and divergence of the fluorescent X-ray radiated from the sample and guides the X-ray to the spectral crystal may be added to the constituent elements of the present invention. By adding such a slit means, the scattered X-rays can be shielded, and the S / N ratio (peak intensity / background intensity ratio) of the fluorescent X-rays guided to the spectral crystal can be improved, and the measurement accuracy can be improved. Can be raised.
[0014]
Next, the X-ray analyzer according to the present invention includes a goniometer having a θ rotation unit and a 2θ rotation unit, a mounting portion for a sample installed in the θ rotation unit of the goniometer, and an X-ray for irradiating the sample with X-rays. A source and a spectral crystal installed on the θ-rotating part of the goniometer and dispersing fluorescent X-rays emitted from the sample in response to X-ray irradiation, and a fluorescent X-ray placed on the 2θ rotating part of the goniometer and spectrally separated by the spectral crystal And a X-ray detector installed at the 2θ rotating part of the goniometer to detect diffracted X-rays from the sample or fluorescent X-rays passing through the solar slit.
[0015]
When performing X-ray diffraction measurement with this X-ray analyzer, a sample is mounted on a mounting portion of the sample, and the sample is irradiated with X-rays generated by an X-ray source, and diffracted X-rays diffracted from the sample are analyzed. Detect with an X-ray detector. Then, the diffraction angle 2θ when the X-ray detector detects the peak intensity of the diffracted X-ray is measured by a goniometer.
[0016]
On the other hand, when performing X-ray fluorescence analysis using this X-ray analyzer, a sample is mounted on a mounting portion of the sample, and the sample is irradiated with X-rays generated by an X-ray source, and the fluorescent X-ray emitted from the sample is irradiated. A line is irradiated on the dispersive crystal. The fluorescent X-rays separated by the spectral crystal are guided to an X-ray detector after limiting the direction and divergence by a solar slit. Then, the spectral angle 2θ ′ when the peak intensity of the fluorescent X-ray is detected by the X-ray detector is measured by a goniometer.
[0017]
In the above-mentioned X-ray analyzer, the X-ray detector is separately provided for the first and second X-ray detectors, and the X-ray diffracted by the sample during the X-ray diffraction measurement is converted to the first X-ray detector. , And the fluorescent X-rays that have passed through the solar slit during the fluorescent X-ray analysis may be detected by the second X-ray detector.
[0018]
Further, in the above-mentioned X-ray analyzer, a slit means for restricting the direction and divergence of the fluorescent X-ray emitted from the sample and guiding the X-ray to the spectral crystal may be fixed to the main body of the goniometer. By adding such a slit means, the scattered X-rays can be shielded, and the S / N ratio (peak intensity / background intensity ratio) of the fluorescent X-rays guided to the spectral crystal can be improved, and the measurement accuracy can be improved. Can be raised.
[0019]
Further, the X-ray analyzer according to the present invention may be configured such that the spectral crystal can be mounted on the mounting portion of the sample and the second sample mounting portion is provided at a position different from the mounting portion of the sample. In this case, at the time of X-ray diffraction measurement, the sample is mounted on the mounting part of the sample, and the solar slit is removed from the 2θ rotating part of the goniometer. Then, the sample is irradiated with X-rays generated by the X-ray source, diffracted X-rays diffracted from the sample are detected by the X-ray detector, and the detector detects the peak intensity of the diffracted X-rays. The diffraction angle 2θ is measured with a goniometer.
[0020]
On the other hand, at the time of X-ray fluorescence analysis, the spectroscopic crystal is mounted on the mounting portion of the sample, the sample is mounted on the second sample mounting portion, and the solar slit is installed on the 2θ rotating portion of the goniometer. Then, the sample is irradiated with X-rays generated by the X-ray source, and fluorescent X-rays emitted from the sample are irradiated on the spectral crystal. The fluorescent X-rays separated by the spectral crystal are converted into a parallel beam by limiting the direction and divergence by a solar slit, and then guided to an X-ray detector. When the X-ray detector detects the peak intensity of the fluorescent X-ray, Measure the spectral angle with a goniometer.
[0021]
Also in the above-mentioned X-ray analyzer, it is preferable that the crystal plane of the spectral crystal is arranged in parallel with an arbitrary virtual plane passing through the sample surface of the sample, and an arbitrary space is provided between the plane and the virtual plane. With such a positional relationship between the spectral crystal and the sample, the fluorescent X-rays emitted from the sample can be reliably incident on the crystal plane of the spectral crystal.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an X-ray analyzer according to an embodiment of the present invention.
This X-ray analyzer has a basic structure for X-ray diffraction measurement. That is, the basic structure is almost the same as that of the X-ray diffractometer shown in FIG. 10 and includes an X-ray source 1, a sample table 2 as a sample mounting section, and a first X-ray detector 3, and the X-ray source 1 Irradiates the surface (sample surface) of the sample S mounted on the sample stage with the first X-ray detector 3 to detect the diffracted X-ray diffracted on the sample surface.
[0023]
In the X-ray diffraction measurement, it is necessary to measure the incident angle θ of the X-ray with respect to the sample S and the X-ray diffraction angle 2θ from the sample with respect to the incident X-ray. For this reason, a goniometer 6 having a θ rotation table 4 as a θ rotation unit and a 2θ rotation arm 5 as a 2θ rotation unit is used. As described above, the goniometer 6 is a kind of goniometer, and has a structure in which the 2θ rotating arm 5 can rotate exactly twice θ, that is, 2θ rotation with respect to θ rotation of the θ rotation table 4. In the present invention, in some cases, the θ rotation unit (θ rotation table 4) of the goniometer 6 is fixed, and only the 2θ rotation unit (2θ rotation arm 5) is drive-controlled.
[0024]
The sample table 2 is mounted on the θ rotation table 4 of the goniometer 6, and has a structure in which the sample S can be mounted with the sample surface positioned at the rotation center of the table 4. Therefore, the sample S mounted on the sample stage 2 rotates θ together with the θ rotation table 4.
[0025]
Further, the first X-ray detector 3 is installed on the 2θ rotation arm 5 of the goniometer 6. Here, the rotation center of the 2θ rotation arm 5 coincides with the θ rotation table 4. Therefore, the first X-ray detector 3 rotates 2θ around the sample S together with the 2θ rotation arm 5.
[0026]
The X-ray source 1 is fixedly provided around the goniometer 6. A divergence slit (DS) 7 is provided in front of the X-ray source 1, and the divergence slit 7 limits the area of X-rays hitting the sample. In addition, a light receiving slit (RS) 8 and a scattering prevention slit (SS) 9 are provided in front of the first X-ray detector 3. 9 prevents the incidence of scattered X-rays.
Each of the above-described components is provided in a conventional X-ray diffractometer, and since the configuration is already well known, detailed description will be omitted.
[0027]
The X-ray analyzer according to this embodiment includes the following components necessary for performing X-ray fluorescence analysis in addition to the components for X-ray diffraction measurement described above. That is, the spectral crystal 10 is provided on the θ rotation table 4 of the goniometer 6, and the solar slit 11 and the second X-ray detector 12 are provided on the 2θ rotation arm 5.
[0028]
When a sample (substance) is irradiated with X-rays, atoms forming the sample are excited to emit X-rays (fluorescent X-rays). Since this fluorescent X-ray has a unique wavelength λ corresponding to the atomic structure of the sample (this is referred to as Mosley's relationship), the wavelength λ of the fluorescent X-ray is detected, and the elemental analysis of the sample is performed based on the detection result. Etc. can be performed. This is the basic principle of X-ray fluorescence analysis.
[0029]
The spectral crystal 10 is required to detect the wavelength λ of the fluorescent X-ray. That is, as shown in FIG. 9, when fluorescent X-rays are made incident on the spectral crystal 10 at the plane distance d at an incident angle θ ′, the X-rays are diffracted at an angle of 2θ ′ with respect to the incident X-rays. If the wavelength of the fluorescent X-ray is λ,
2d sin θ '= nλ (n is the reflection order)
X-rays diffracted only when the angle θ ′ satisfies the expression (Bragg's expression) cause interference. Therefore, the peak intensity of the fluorescent X-ray diffracted from the spectral crystal 10 is detected by the second X-ray detector 12, and 2θ ′ (spectral angle) at that time is detected by the goniometer 6, whereby the above equation is obtained. The wavelength λ can be determined.
[0030]
The spectral crystal 10 has a function of diffracting the fluorescent X-ray emitted from the sample in each crystal plane to cause interference. As the spectral crystal 10, it is preferable to use a single crystal flat plate having a known plane distance d.
[0031]
In this embodiment, the crystal plane of the spectral crystal 10 is positioned as follows with respect to the sample surface of the sample S mounted on the sample stage 2 (see FIG. 2).
That is, a virtual plane H passing through the center of the sample surface is assumed, and the crystal plane of the spectral crystal 10 is arranged in parallel with the virtual plane H, and an arbitrary plane is disposed between the virtual plane H and the crystal plane of the spectral crystal 10. An interval a is provided. If the virtual plane H is coincident with the crystal plane of the spectral crystal 10, fluorescent X-rays emitted from the sample surface cannot be incident on the crystal plane of the spectral crystal 10. Therefore, by providing the interval a as described above, the fluorescent X-rays emitted from the sample surface can be surely incident on the crystal plane of the spectral crystal 10.
[0032]
Further, by disposing the one end 10a of the spectral crystal 10 near the sample surface, the fluorescent X-rays emitted from the sample surface can be incident on the crystal surface of the spectral crystal 10 with a wide divergence angle.
[0033]
The solar slit 11 has a structure in which a large number of metal foils are arranged in parallel at predetermined intervals, and the fluorescent X-rays separated by the spectral crystal 10 are passed between the metal foils to form the fluorescent X-rays. The divergence of the rays is limited, and the angle of the fluorescent X-rays incident on the second X-ray detector 12 is selectively received. The solar slit 11 is installed before the second X-ray detector 12. At this time, it is preferable that the center axis of the solar slit 11 is positioned so as to coincide with the light receiving center axis of the second X-ray detector 12.
[0034]
Further, the solar slit 11 and the second X-ray detector 12 are arranged so that at least the center line portion of the fluorescent X-ray diffracted by the spectral crystal 10 is in the solar slit within the measurement range of the spectral angle required for the fluorescent X-ray analysis. The installation position is adjusted so that the light passes through 11 and enters the light receiving surface of the second X-ray detector 12.
[0035]
FIG. 8 is a graph showing the results of the study by the present inventors regarding the appropriate length of the dispersive crystal 10 and the appropriate position of the solar slit 11. In this study, the center of the sample surface was positioned at the rotation center of the 2θ rotation arm 5. Further, the crystal plane of the spectral crystal 10 was arranged in parallel with an arbitrary virtual plane H passing through the center of the sample plane, and the distance a from the virtual plane H was set to 5 mm (see FIG. 2).
[0036]
The dashed line in the figure indicates the distance L (the length in the longitudinal direction of the spectral crystal 10) from the center of the sample surface shown in FIG. With respect to the incident angle θ ′. From this graph, it can be seen that in order to secure the diffraction angle 2θ ′ of the fluorescent X-ray from 10 ° to 90 °, the spectral crystal 10 should be set at about L = 80 mm.
[0037]
8, the distance between the center line of the fluorescent X-ray diffracted by the spectral crystal 10 and a virtual plane H ′ passing through the center of the sample surface and parallel to the center line of the diffracted fluorescent X-ray is represented by b. The relationship between the interval b and the diffraction angle 2θ ′ of the fluorescent X-ray with respect to the spectral crystal 10 is shown. As shown in this graph, the interval b was about 10 mm in the range of the diffraction angle = 0 to 90 °. Therefore, as shown in FIG. 2, if the distance b ′ between the virtual plane H (H ′) and the central axis of the solar slit 11 is set to about 10 mm, the spectral angle required for the fluorescent X-ray analysis can be measured within the measurement range. In addition, the fluorescent X-ray diffracted by the spectral crystal 10 can be made incident on the light receiving surface of the second X-ray detector 12 through the solar slit 11.
[0038]
These results are examples of the case where the distance a is set to 5 mm. In an actual design, it is preferable to appropriately adjust the length of the spectral crystal 10 and the position of the solar slit 11.
[0039]
The X-ray analyzer having the above-described configuration can perform the X-ray diffraction measurement and the fluorescent X-ray analysis by one unit. That is, when performing the X-ray diffraction measurement, the X-ray generated by the X-ray source 1 is irradiated to the sample S mounted on the sample stage 2 and the diffracted X-ray diffracted by the sample S is converted into the first X-ray. Detector 3 detects. The X-ray incident angle θ to the sample S is adjusted by the θ rotation table 4 of the goniometer 6, and the diffraction angle 2θ of the diffracted X-ray is measured by the rotation angle of the 2θ rotation arm 5 of the goniometer 6. If the peak intensity of the diffracted X-ray and the diffraction angle 2θ at that time are measured in this way, the crystal structure and the like of the sample S can be analyzed based on the measurement results.
[0040]
Next, when performing the fluorescent X-ray analysis, the X-rays generated by the X-ray source 1 are irradiated on the sample S mounted on the sample stage 2, and the fluorescent X-rays emitted from the sample S are analyzed by the spectral crystal 10. Disperse. After the fluorescent X-rays thus dispersed pass through the solar slit 11, they are incident on the second X-ray detector 12. Then, the peak intensity of the fluorescent X-rays is detected by the second X-ray detector 12, and the spectral angle 2θ ′ at that time is detected by the goniometer 6, thereby obtaining the wavelength λ of the fluorescent X-rays. Structure and the like can be analyzed.
[0041]
In the X-ray fluorescence analysis, the sample S and the spectral crystal 10 are fixed (that is, the θ-rotation table 4 is fixed), and only the 2θ-rotation arm 5 is rotated to measure the X-ray fluorescence spectral angle. (See FIG. 3) and a θ rotation method (see FIG. 4) in which the 2θ rotation arm 5 measures the fluorescent X-ray spectral angle while rotating the sample S and the spectral crystal 10 together with the θ rotation table 4. You may do it.
[0042]
In the case of the fixed θ method, since the rotation angle of the 2θ rotation arm 5 becomes θ ′ as shown in FIG. 3, the spectral angle of the fluorescent X-ray is obtained by setting the reading of the 2θ rotation arm 5 to θ ′. On the other hand, in the case of the θ rotation method, the rotation angle θ ′ of the θ rotation table 4 is superimposed on the rotation angle of the 2θ rotation arm 5 as shown in FIG. The reading of the arm 5 is 2θ ′.
[0043]
Further, the spectral angle of the fluorescent X-rays in the fluorescent X-ray analysis may be measured, for example, by setting the state where the light receiving central axis of the second X-ray detector 12 is arranged in parallel with the crystal plane of the spectral crystal 10 to 0 °. . Thus if zero set the reading 2 [Theta] rotary arm 5 when it was 2 [Theta] 0, the angle obtained by subtracting the reading 2 [Theta] 0 at zero set from 2θx readings shown is 2 [Theta] rotary arm 5 in a subsequent measurement (2 [Theta] 0 -2θx) is the spectral angle of the fluorescent X-ray.
For example, in reading 2 [Theta] 0 of 2 [Theta] rotary arm 5 at zero set 90 °, when the 2 [Theta] rotary arm 5 when measuring the spectral angles showed readings 60 ° (2θx) is, 90 ° -60 ° = 30 ° Is the true spectral angle.
[0044]
The angle formed between the crystal plane of the spectral crystal 10 and the sample surface of the sample S can be set arbitrarily. That is, by arranging the surfaces in parallel or by arranging them at an angle of 45 °, 25 °, or the like, an appropriate arrangement for effectively causing the fluorescent X-rays emitted from the sample S to be incident on the spectral crystal 10 effectively. It is preferable to realize
Further, regarding the fluorescent X-ray analysis, the sample surface of the sample S does not have to be positioned at the center of the θ rotation table 4 of the goniometer 6.
[0045]
In the above-described embodiment, since the first and second X-ray detectors 12 are installed on the 2θ rotating arm 5, X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis can be performed simultaneously. However, since only a single X-ray detector is installed on the 2θ rotating arm 5 and shared for both X-ray diffraction measurement and X-ray fluorescence analysis, it is also possible to reduce equipment costs. In this case, when performing X-ray diffraction measurement, a light receiving slit (RS) 8 and a scattering prevention slit (SS) 9 are provided in front of the X-ray detector. When performing the fluorescent X-ray analysis, a solar slit 11 is provided in front of the X-ray detector instead of the slits (RS, SS) 8 and 9.
[0046]
The spectral crystal 10 and the solar slit 11 required for the X-ray fluorescence analysis are prepared as attachments for the fluorescent X-ray analysis that can be attached to the X-ray diffraction apparatus, in addition to being previously installed as components of the X-ray analysis apparatus. You may. With such an attachment, a conventional X-ray diffraction apparatus can be provided with a function of X-ray fluorescence analysis with a slight improvement (providing an attachment mounting portion), and replacement of the apparatus is not required. The attachment for X-ray fluorescence analysis may include the second X-ray detector 12.
[0047]
FIG. 5 is a configuration diagram showing a modification in the case of performing the fluorescent X-ray analysis by the θ rotation method shown in FIG.
That is, an incident-side solar slit 31 as slit means is provided between the sample S and the dispersive crystal 10, and the incident-side solar slit 31 restricts the direction and divergence of the fluorescent X-rays emitted from the sample, and May be led. The incident-side solar slit 31 is fixed to a non-rotating portion of the main body of the goniometer, and is positioned so as to always guide the fluorescent X-ray in a fixed direction regardless of the θ rotation and the 2θ rotation of the goniometer.
[0048]
The incident side solar slit 31 shields the scattered X-rays and improves the S / N ratio (peak intensity / background intensity ratio) of the fluorescent X-rays guided to the spectral crystal, thereby increasing the measurement accuracy. Becomes possible.
In addition, as this slit means, a slit used in an ordinary X-ray apparatus can be applied. The slit means may be provided as an attachment for X-ray fluorescence analysis that can be mounted on an X-ray diffraction apparatus.
[0049]
6 and 7 are configuration diagrams showing another embodiment of the present invention.
The X-ray analyzer shown in the figure has a configuration in which the sample stage 2 (sample mounting unit) provided in the θ rotation unit of the goniometer 6 can mount the spectral crystal 10 instead of the sample. Further, a second sample mounting section 20 is provided at an arbitrary place different from the sample table 2. In addition, a single X-ray detector 21 is installed on the 2θ rotating arm 5, and the light receiving slit (RS) 8 and the scattering prevention slit (SS) 9 and the solar slit 11 are exchanged in front of the single X-ray detector 21. A slit mounting portion 22 that can be provided is provided.
[0050]
In this X-ray analyzer, when the sample S is mounted on the sample table 2 and the light receiving slit (RS) 8 and the scattering prevention slit (SS) 9 are mounted on the slit mounting section 22, an optical system for X-ray diffraction measurement is provided. Can be formed. On the other hand, if the spectral crystal 10 is mounted on the sample stage 2, the sample S is mounted on the second sample mounting section 20, and the solar slit 11 is mounted on the slit mounting section 22, an optical system for X-ray fluorescence analysis can be obtained. Can be formed.
[0051]
Here, it is preferable that the crystal surface of the spectral crystal 10 mounted on the sample stage 2 and the sample surface of the sample S mounted on the second sample mounting unit 20 have the same arrangement relationship as in the previous embodiment. Note that the second sample mounting section 20 may be installed at a location other than the goniometer 6.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the X-ray diffraction measurement and the fluorescent X-ray analysis can be easily performed by one apparatus, so that the sample analysis can be performed with high accuracy at low equipment cost. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan configuration diagram of an X-ray analyzer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic plan view showing an arrangement relationship between a sample, a spectral crystal, and a solar slit in the same apparatus.
FIG. 3 is a schematic plan view showing an operation when X-ray fluorescence analysis is performed in a θ-fixed manner by the apparatus.
FIG. 4 is a schematic plan view showing an operation when X-ray fluorescence analysis is performed by a θ rotation method using the same apparatus.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a modified example when performing X-ray fluorescence analysis by a θ rotation method using the same apparatus.
FIG. 6 is a plan view showing a state in which an optical system for X-ray diffraction measurement is formed by an X-ray analyzer according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a state where an optical system for X-ray fluorescence analysis is formed by the same apparatus.
FIG. 8 is a graph showing examination data on the arrangement relationship of a sample, a spectral crystal, and a solar slit of the X-ray analyzer shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram for explaining a principle of spectral X-ray fluorescence by a spectral crystal.
FIG. 10 is a plan view showing a conventional X-ray diffraction apparatus.
FIG. 11 is a plan view showing a conventional X-ray fluorescence analyzer.
[Explanation of symbols]
1: X-ray source 2: Sample table 3: First X-ray detector 4: θ rotation table 5: 2θ rotation arm 6: Goniometer 10: Crystalline crystal 11: Solar slit 12: Second X-ray detector 20: Second sample mounting section 21: X-ray detector 22: slit mounting section 31: incident side solar slit S: sample

Claims (9)

本体にθ回転部および2θ回転部を備えたゴニオメータと、このゴニオメータのθ回転部に設けた試料に対しX線を照射するX線源と、前記ゴニオメータの2θ回転部に設置したX線検出器とを含むX線回折装置に装着する蛍光X線分析用アタッチメントであって、
前記ゴニオメータのθ回転部に設置し、X線の照射に伴い試料から放射された蛍光X線を分光する分光結晶と、
前記ゴニオメータの2θ回転部に設置し、前記分光結晶により分光した蛍光X線の向きと発散を制限するソーラスリットとを備えたことを特徴とする蛍光X線分析用アタッチメント。
A goniometer having a θ rotation unit and a 2θ rotation unit in the main body, an X-ray source for irradiating a sample provided in the θ rotation unit of the goniometer with X-rays, and an X-ray detector installed in the 2θ rotation unit of the goniometer An attachment for X-ray fluorescence analysis attached to an X-ray diffraction apparatus comprising:
A dispersive crystal that is installed on the θ-rotation part of the goniometer and that disperses fluorescent X-rays emitted from the sample with X-ray irradiation;
An attachment for X-ray fluorescence analysis, comprising: a solar slit installed on a 2θ rotating section of the goniometer and for limiting the direction and divergence of X-ray fluorescence separated by the spectral crystal.
請求項1記載の蛍光X線分析用アタッチメントにおいて、
前記試料の試料面を通る任意の仮想平面と平行でかつ該仮想平面との間に任意の間隔を設けて、前記分光結晶の結晶面を位置決めすることを特徴とする蛍光X線分析用アタッチメント。
The fluorescence X-ray analysis attachment according to claim 1,
An attachment for X-ray fluorescence analysis, wherein the crystal plane of the spectral crystal is positioned so as to be parallel to an arbitrary virtual plane passing through the sample surface of the sample and at an arbitrary distance from the virtual plane.
請求項1または2記載の蛍光X線分析用アタッチメントにおいて、
前記ゴニオメータの2θ回転部に設置し、前記ソーラスリットを通過してきた蛍光X線を検出する第二のX線検出器を備えたことを特徴とする蛍光X線分析用アタッチメント。
The attachment for fluorescent X-ray analysis according to claim 1 or 2,
An attachment for X-ray fluorescence analysis, comprising: a second X-ray detector installed on a 2θ rotating section of the goniometer and detecting X-ray fluorescence passing through the solar slit.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の蛍光X線分析用アタッチメントにおいて、
前記ゴニオメータの本体に固定して設け、前記試料から放射された蛍光X線の向きと発散を制限して前記分光結晶に導くスリット手段を備えたことを特徴とする蛍光X線分析用アタッチメント。
The fluorescence X-ray analysis attachment according to any one of claims 1 to 3,
An attachment for X-ray fluorescence analysis, wherein the attachment is provided fixed to the main body of the goniometer, and slit means for restricting the direction and divergence of X-rays emitted from the sample and guiding the X-rays to the spectral crystal.
θ回転部および2θ回転部を備えたゴニオメータと、
このゴニオメータのθ回転部に設置した試料の装着部と、
試料に対しX線を照射するX線源と、
前記ゴニオメータのθ回転部に設置し、X線の照射に伴い試料から放射された蛍光X線を分光する分光結晶と、
前記ゴニオメータの2θ回転部に設置し、前記分光結晶により分光した蛍光X線の向きと発散を制限するソーラスリットと、
前記ゴニオメータの2θ回転部に設置し、試料からの回折X線または前記ソーラスリットを通過してきた蛍光X線を検出するX線検出器とを備えたことを特徴とするX線分析装置。
a goniometer having a θ rotation unit and a 2θ rotation unit;
A mounting part for the sample installed on the θ rotating part of the goniometer,
An X-ray source for irradiating the sample with X-rays,
A dispersive crystal that is installed on the θ-rotation part of the goniometer and that disperses fluorescent X-rays emitted from the sample with X-ray irradiation;
A solar slit installed on the 2θ rotating part of the goniometer, for limiting the direction and divergence of the fluorescent X-rays separated by the spectral crystal,
An X-ray analyzer, comprising: an X-ray detector installed at a 2θ rotating section of the goniometer and detecting a diffracted X-ray from a sample or a fluorescent X-ray passed through the solar slit.
請求項5記載のX線分析装置において、
前記X線検出器は、試料からの回折X線を検出する第一のX線検出器と、前記ソーラスリットを通過してきた蛍光X線を検出する第二のX線検出器とからなることを特徴とするX線分析装置。
The X-ray analyzer according to claim 5,
The X-ray detector includes a first X-ray detector that detects diffracted X-rays from a sample and a second X-ray detector that detects fluorescent X-rays that have passed through the solar slit. Characteristic X-ray analyzer.
請求項5または6記載のX線分析装置において、
前記ゴニオメータの本体に固定して設け、前記試料から放射された蛍光X線の向きと発散を制限して前記分光結晶に導くスリット手段を備えたことを特徴とするX線分析装置。
The X-ray analyzer according to claim 5 or 6,
An X-ray analyzer, which is provided fixed to the main body of the goniometer and has slit means for restricting the direction and divergence of fluorescent X-rays emitted from the sample and leading the X-ray to the spectral crystal.
請求項5記載のX線分析装置において、前記試料の装着部に前記分光結晶を装着可能とするとともに、当該試料の装着部とは別の箇所に第二の試料装着部を設け、
X線回折測定に際しては、前記試料の装着部に試料を装着するとともに、前記ソーラスリットを前記ゴニオメータの2θ回転部から取外し、
蛍光X線分析に際しては、前記試料の装着部に前記分光結晶を装着するとともに、前記第二の試料装着部に試料を装着し、かつ前記ソーラスリットを前記ゴニオメータの2θ回転部に設置することを特徴とするX線分析装置。
The X-ray analyzer according to claim 5, wherein the spectroscopic crystal can be mounted on the mounting portion of the sample, and a second sample mounting portion is provided at a position different from the mounting portion of the sample,
At the time of X-ray diffraction measurement, the sample was mounted on the mounting part of the sample, and the solar slit was removed from the 2θ rotating part of the goniometer,
At the time of X-ray fluorescence analysis, the spectroscopic crystal is mounted on the mounting portion of the sample, the sample is mounted on the second sample mounting portion, and the solar slit is installed on the 2θ rotating portion of the goniometer. Characteristic X-ray analyzer.
請求項5乃至8のいずれか一項に記載のX線分析装置において、
試料の試料面を通る任意の仮想平面と平行でかつ該仮想平面との間に任意の間隔を設けて、前記分光結晶の結晶面を位置決めするようにしたことを特徴とするX線分析装置。
The X-ray analyzer according to any one of claims 5 to 8,
An X-ray analyzer, wherein a crystal plane of the spectral crystal is positioned so as to be parallel to an arbitrary virtual plane passing through the sample surface of the sample and at an arbitrary interval between the virtual plane and the virtual plane.
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