JP3685422B2 - X-ray diffraction measurement method and X-ray diffraction apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料にX線を照射したときにその試料から発生する回折X線をX線検出手段によって検出するようにしたX線回折測定方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のX線回折装置においては、例えば図5に示すように、試料Sを試料軸線ωを中心として所定の角速度で間欠的又は連続的に回転、いわゆるθ回転する。そして同時に、受光スリット53、散乱線規制スリット54及びX線カウンタ55を一体状態で試料軸線ωを中心としてθ回転の2倍の角速度で間欠的又は連続的に回転、いわゆる2θ回転する。試料Sがθ回転し、X線カウンタ55等が2θ回転する間、X線源51から放射されて発散するX線を発散規制スリット52によってその発散角を規制することによって試料Sへ照射する。試料Sへ入射するX線と試料Sの結晶格子面との間で、いわゆるブラッグの回折条件が満足されるとき、試料SでX線の回折が生じ、その回折X線がX線カウンタ55によって検出される。
【0003】
以上の測定方法は試料Sが固体状であるときには有効であるが、試料Sが液体である場合は採用できない。試料Sが液体であるとその試料Sをθ回転させるときに試料Sがケースからこぼれ落ちてしまい、測定ができなくなるからである。このように液体を試料とする場合は、試料Sをθ回転させるのに代えて水平状態に固定保持し、X線源51をその試料Sを中心として一定方向へ所定角速度θで回転し、他方、X線カウンタ55等を試料Sを中心として反対方向へ等しい角速度θで回転させる。この結果、X線源51を試料Sに対して角速度θでθ回転させ、同時に、X線カウンタ55等を入射X線に対してθの2倍の角速度2θで2θ回転させることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、液体を試料とする従来のX線回折測定方法では、液体試料の上面にX線を照射してX線回折測定を行っていた。しかしながら、液体試料の上面は滑らかな平面に維持するのが難しく、それゆえ再現性の高い測定データを得ることが難しかった。また、液体は蒸発するのでその上面の位置は変化し、それ故、長時間の測定は困難であった。
【0005】
また、測定の種類によっては、液体中に混入する粉体その他の異物質の挙動を観察するといった測定があり、そのような測定に関しては、測定を行っている間に液体を撹拌する必要がある。このような撹拌を行うと液体の上面はより一層揺動して乱れ、それ故、測定データの信頼性がより一層低下するという問題があった。
【0006】
本発明は、従来のX線回折測定方法における上記の問題点に鑑みて成されたものであって、液体試料に関して信頼性の高い測定結果を安定して得ることができるX線回折測定方法及びX線回折装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため,本発明に係るX線回折測定方法は、試料にX線を照射したときにその試料から発生する回折X線をX線検出手段によって検出するようにしたX線回折測定方法において、下面がX線を透過可能な材料によって形成された試料ホルダに液体試料を収納し、前記試料ホルダを水平に支持した状態で前記試料ホルダの下面を通して前記液体試料へX線を照射することを特徴とする。
試料として液体を適用する場合、その液体試料の下面はその上面が乱れる場合でも常に一定の位置に滑らかな平面として存在する。よって、上記構成のX線回折測定方法によれば、液体試料に関して再現性の高いX線回折測定データを安定して得ることができる。
【0008】
測定の種類によっては、液体の中に混在する異物質の挙動を観察することを目的とする測定がある。このような測定では、液体試料を上面から撹拌する必要がある。このように液体試料を上面から撹拌する場合にはその上面は揺動して乱れるが、X線が入射する下面は滑らかな平面状態を維持する。従って本発明によれば、液体試料を撹拌する場合でも再現性の高いX線回折測定データを安定して得ることができる。
【0009】
本発明に係るX線回折装置は、試料にX線を照射したときにその試料から発生する回折X線をX線検出手段によって検出するようにしたX線回折装置であって、下面がX線を透過可能な材料によって形成されていて試料を収納する試料ホルダと、その試料ホルダを水平に支持する試料支持台と、試料軸線を中心として回転すると共にX線管を支持するX線管アームとを有する。そして上記X線管は、付属の電力ケーブルがX線管アームの上方へ延びるようにX線管アームに取り付けられる。
【0010】
一般にX線回折装置では、その主要部分すなわちゴニオメータ、X線管、X線検出手段等がテーブルの上に設置され、X線管に高電圧及び高電流を供給するための電源装置はテーブルの下に配設される。このため、X線管と電源装置とを結ぶ電力ケーブルはX線管から下方向へ向けて延びるように配設されるのが一般的であった。このような従来装置において試料として液体を適用する場合に、もし、試料の下面からX線を照射しようとすると、X線管は試料よりも下方位置に配設され、しかもそのさらに下方位置に電力ケーブルが存在することになる。また、試料として液体試料を適用する場合は、その液体試料を固定支持した状態でX線管をθ回転させなければならないが、その場合にはX線管に付属する電力ケーブルもそれに追従して動くことになる。ところが、この電力ケーブルは一般に太くて曲がり難く、これを動くことができるように配設するためには、X線管とテーブルとの間に広い設置空間を確保しなければならない。このような広い設置空間を確保することは従来は不可能であった。
【0011】
これに対して本発明に係るX線回折装置のように、X線管に付属する電力ケーブルがX線管アームの上方へ延びるようにそのX線管をX線管アームに取り付けるようにすれば、X線管アームの下方には十分に広い空間を確保することができ、従って、液体試料の下方位置にX線管を設置して液体試料の下面にX線を照射することが可能となった。
【0012】
このように本発明に係るX線回折装置によれば、試料の下面からX線を照射することができるのであるが、場合によっては、試料の上面からX線を照射したいというときもある。このような場合を考慮して、X線管に付属の電力ケーブルがX線管アームの上方へ延びる上方取付位置と、その電力ケーブルがX線管アームの下方へ延びる下方取付位置との間で位置変換できるように、X線管をX線管アームに取り付けることが望ましい。
【0013】
このような位置変換機構としては、例えば、X線管を固定するための固定部材を予め設けておき、その固定部材のX線管アームへの取り付け方を変化させることにより、X線管アームに対するX線管の取付位置を上記上方取付位置と上記下方取付位置との間で切り替えるという機構が考えられる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明に係るX線回折装置の一実施形態を示している。このX線回折装置は、いわゆる液体試料の動径分布測定を行うことを目的とする。気体、液体、非晶質金属等でX線による回折線を測定すると、一般に高角度側になるに従って減衰するハローが観測される。このハローは液体等の構造に対応しており、そのハローの解析は動径分布関数を計算することによって行う。この動径分布関数は、ある原子を中心とする球を考え、中心からrの距離を持つ球殻の密度の分布を表したものである。液体等の非晶質物質の構造解析にはX線等による散乱X線強度の測定結果から動径分布関数を求めるというのが一般的な手法であり、この測定方法が動径分布測定と呼ばれるものである。
【0015】
図1に示すX線回折装置は、円柱状の試料支持台11と、X線管アーム12と、検出器アーム13とを含んで構成されたゴニオメータ14を有する。試料支持台11は、液体試料Sが収容された試料ホルダ15を固定状態で支持しており、その試料ホルダ15の下面15aは、X線を透過可能な材料、例えば高分子フィルム、アルミニウム等の金属箔等によって構成されている。
【0016】
X線管アーム12は液体試料Sの下面を通る軸線である試料軸線ωを中心として上下方向へ回転移動できるようにθ回転台16の側面から延びている。そして、そのX線管アーム12の先端には固定部材17がネジその他の締結具によって固定され、さらにその固定部材17にX線管9がネジその他の締結具によって固定されている。固定部材17は、適宜の角度で曲がっている2つの部分17a及び17bによって構成され、これらの部分にはそれぞれガイド穴8a及び8bが開けられている。図示の状態では、一方の固定部材部分17aに設けられたガイド穴8aがX線管アーム12の上に設けられたガイドピン7に嵌合することによって固定部材17の位置、従ってX線管9の位置が一定位置に決められる。なお、X線管9と試料Sとの間のX線管アーム12の上に発散規制スリット2が設けられている。
【0017】
X線管9は、図2に示すように、円筒状のX線管球20を同じく円筒状のチューブシールド18で覆うことによって構成されている。X線管球20の内部には、陰極としてのフィラメント19及び対陰極としてのターゲット21が配設される。フィラメント19には電力ケーブル22が接続され、その電力ケーブル22を通してフィラメント19に電流が流され、さらにフィラメント19とターゲット21との間に高電圧が印加される。フィラメント19は通電によって加熱されて熱電子を放出し、その熱電子が上記の高電圧によって加速されて高速度でターゲット21に衝突する。
【0018】
この熱電子の衝突によりターゲット21からX線が発生し、そのX線がX線管球20の側面に設けたX線窓23及びチューブシールドの側面に設けたX線窓24を通して外部へ取り出される。符号26はX線窓24を開閉すX線シャッタを示している。一般にX線管球20には、発熱するターゲット21を冷却するための冷却水通路が設けられるが図では省略してある。ターゲット21のうちX線を発生する領域は、一般に、X線焦点と呼ばれ、図1では符号FによってそのX線焦点を示している。本実施形態では、図1に示すように、X線管9の本体部分及び電力ケーブル22がX線管アーム12の上方へ延びるように、X線管9が固定部材17を介してX線管アーム12に固定される。
【0019】
図1において、検出器アーム13は液体試料Sの試料軸線ωを中心として上下方向へ回転移動できるように2θ回転台27の側面から延びている。そして、その検出器アーム13の先端には、受光スリット3、散乱線規制スリット4及びX線検出手段としてのX線カウンタ5が固定されている。
【0020】
X線管アーム12を支持するθ回転台16はθ回転駆動系28によって駆動されて間欠的又は連続的に回転し、これによりX線管アーム12が試料軸線ωを中心として角速度θで間欠的又は連続的に回転する。一方、2θ回転台27は2θ回転駆動系29によって駆動されて間欠的又は連続的に回転し、これにより検出器アーム13が試料軸線ωを中心としてX線管アーム12と同じ角速度θでX線管アーム12と反対方向へ間欠的又は連続的に回転する。X線管アーム12及び検出器アーム13が同時に反対方向へ等しい角速度θで回転することにより、結果的に検出器アーム13はX線管アーム12に対して角速度θの2倍の角速度2θで回転する。θ回転駆動系28及び2θ回転駆動系29は任意の機構を用いて構成できるが、例えば、モータ等の動力源からの駆動力をウオームとウオームホイールとを有する動力伝達系を介してθ回転台16又は2θ回転台27に伝える機構によって構成できる。
【0021】
X線カウンタ5は、その内部に取り込んだX線の量に応じて信号を出力し、計数装置31はその出力信号に基づいてX線強度を計数する。計数されたX線強度は計数装置31から制御演算装置32へ送られる。制御演算装置32は、コンピュータを用いて構成されており、所定のプログラムに従ってθ回転駆動系28の動作を制御してX線管アーム12をθ回転させ、さらに2θ回転駆動系29の動作を制御して検出器アーム13を2θ回転させる。そして、計数装置31から送られてくるX線強度信号と回折角度2θとの関連をとり、回折角度2θの変化に対する回折X線強度の変化を演算し、さらに、そのX線強度の演算結果に基づいて動径分布関数を演算し、その結果をCRTディスプレイ33に映像として表示したり、あるいはプリンタ34によって紙などの印材上にプリントする。
【0022】
なお、図1には特に示されていないが、場合によっては測定精度を向上するために、X線を単色化するためのモノクロメータをX線焦点Fと発散規制スリット2との間又は散乱線規制スリット4とX線カウンタ5との間のX線光路の途中に設置することがある。
【0023】
本実施形態のX線回折装置は以上のように構成されているので、X線管アーム12及び検出器アーム13のそれぞれが液体試料Sの下方向へ互いに等しい角速度θで回転する。そして、X線管アーム12に支持されてθ回転するX線管9から放射されるX線が発散規制スリット2によってその発散角を制限されながら試料ホルダ15の底面15aを通して液体試料2の下面に照射される。すると、液体試料2からは、その試料の内部構造に対応して散乱X線、すなわち回折X線が発生し、その散乱X線が受光スリット3及び散乱線規制スリット4を通してX線カウンタ5によって検出される。
【0024】
X線カウンタ5は、検出した散乱X線の量に対応して計数装置31へ信号を出力し、計数装置31はその信号に基づいてX線強度を演算し、その演算結果を制御演算装置32へ送る。制御演算装置32は、送られたX線強度信号を回折角度2θと関連づけることによって図3に示すようなX線回折図形を演算する。そしてさらに制御演算装置32は、そのX線回折図形に基づいて動径分布関数を演算し、その結果をCRTディスプレイ33に表示したり、プリンタ34によって印刷する。測定者は、表示された動径分布関数を観察することによって、単結晶物質や多結晶物質と異なって特定の原子配列を持たない液体試料の構造を解析する。
【0025】
本実施形態のX線回折装置では、液体試料Sの上面ではなくその下面から散乱X線情報を採取するようにした。液体試料Sの下面は、その上面が不規則に揺動するときでもホルダ底面15aによって安定した滑らかな平面状態に正確に保持されるので、再現性の高い安定した測定データを得ることができる。また、本実施形態では、図1に示すように、X線管9の本体部分及び電力ケーブル22をX線管アーム12の上方へ延びるように配設したので、X線管アーム12の下方には広い空間が形成され、従って、X線管9のX線焦点Fを大きな角度で液体試料Sの下方向へ回転移動させることができ、その結果、液体試料Sの下面にX線を照射することが実現できた。
【0026】
測定の種類によっては、内部に異物質、例えば粉体等を含む液体試料Sに関してその粉体等の液体中での挙動を測定する場合がある。このような測定においては、液体試料Sを撹拌しながら測定を行う必要がある。本実施形態を用いてそのような測定を行う場合には、図1において液体試料Sをその上面から撹拌しながらその液体試料Sの下面にX線を照射する。液体試料Sをその上面から撹拌すると、その上面は激しく揺動して乱れるが、その下面はホルダ底面15aによって安定した滑らかな平面状態に正確に保持される。従って、再現性の高い安定した測定データを得ることができる。
【0027】
以上は、試料Sの下面にX線を照射して行う測定の説明であるが、試料Sが液体ではなくて固体であるような場合は、必ずしも試料Sの下面にX線を照射する必要はなく、場合によっては、試料Sの上面にX線を照射した方が望ましいことがある。そのような場合には、図1において、固定部材17をX線管アーム12から取り外し、そして図4に示すように、X線管9を上下に角度180゜近く回転させて付属する電力ケーブル22が下方に延びる状態にする。そして、他方の固定部材部分17b内のガイド穴8bをX線管アーム12のガイドピン7に嵌合させてX線管9を位置決めし、その状態でネジその他の締結具によって固定部材17をX線管アーム12に固定する。
【0028】
X線焦点FからのX線を試料Sの上面に照射する場合には、X線管アーム12は試料Sよりも上方へ向かってθ回転するから、X線管9及び電力ケーブル22の動きを確保するための広い空間を試料Sの下方位置に用意する必要がない。それ故、図4のように電力ケーブル22が試料Sの下方へ延びる状態であっても、何らの支障なくX線回折測定を行うことができる。
【0029】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変できる。
例えば、本発明は液体試料に対してその下面からX線を照射する場合だけでなく、固体試料に対してその下面からX線を照射しながらX線回折測定を行う場合も含むものである。なお、そのように固体試料を測定対象とする場合には、液体試料とは異なって強度の強い回折X線を得ることができ、動径分布と異なった方法で解析する。
【0030】
また、図1に示した実施形態では、固定部材17を一旦X線管アーム12から取り外し、さらにX線管9の姿勢を修正した後に固定部材17をX線管アーム12に取り付け直すことにより、X線管9の取付状態を切り替えるようにした。しかしながら、固定部材17に代えてX線管アーム12に回転機構を設け、その回転機構によってX線管9を支持し、その回転機構の回転動作によってX線管9の取付状態を切り替えることもできる。また、そのようなX線管9の取付状態を切り替えるための機構を設けることなく、図1に示すようにX線管9の電力ケーブル22が上方へ延びる状態でそのX線管9を、固定部材17等の介在部材を介することなくX線管アーム12に、直接、固定設置することもできる。
【0031】
また、図1に示す実施形態では、固定部材17を位置決めする方法として、円形状のガイドピン7を円形状のガイド穴8a又は8bに嵌合させるという方法を採用した。しかしながら、これ以外の任意の位置決め方法を採用できることはもちろんである。
【0032】
【発明の効果】
請求項1記載のX線回折測定方法によれば、試料の下面にX線を照射するようにしたので、試料として液体を適用する場合に、その液体試料の上面が揺動して乱れるようなときでも、X線が入射する試料下面は常に一定の位置に滑らかな平面として存在し、それ故、再現性の高いX線回折測定データを安定して得ることができる。
【0033】
請求項3記載のX線回折測定方法のように液体試料を撹拌する場合には、その液体試料の上面が特に激しく揺動するので、従来のように試料の上面にX線を照射する方法では、安定したX線回折測定はほとんど実行不可能である。これに対し、試料の下面にX線を照射するようにした本発明によれば、試料を上面から撹拌する場合でも常に安定した測定を行うことができる。
【0034】
請求項4記載のX線回折装置によれば、電力ケーブルがX線管アームの上方へ延びるようにX線管をX線管アームに取り付けるので、X線管アームの下方位置に十分に広い空間を確保することができ、その結果、X線管を試料の下方側へ大きな角度までθ回転させることができ、それ故、試料の下面にX線を照射することが可能になった。
【0035】
請求項5記載のX線回折装置によれば、試料の下面にX線を照射する測定と、試料の上面にX線を照射する測定とを自由に切り替えて実行することができる。
【0036】
請求項6記載のX線回折装置によれば、請求項5のような測定条件の切替えを非常に簡単な構成によって実現できる。
【0037】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るX線回折装置の一実施形態を示すと共に電気制御系をブロック的に示す正面図である。
【図2】X線管の一例を示す正面断面図である。
【図3】測定結果の一例であるX線回折図形を示す図である。
【図4】図1に示すX線回折装置に関してX線管の取付状態を切り替えた様子を示す正面図である。
【図5】従来のX線回折測定を模式的に示す図である。
【符号の説明】
2 発散規制スリット
3 受光スリット
4 散乱線規制スリット
5 X線カウンタ(X線検出手段)
7 ガイドピン
8a,8b ガイド穴
9 X線管
11 試料支持台
12 X線管アーム
13 検出器アーム
14 ゴニオメータ
15 試料ホルダ
16 θ回転台
17 固定部材
22 電力ケーブル
26 X線シャッタ
27 2θ回転台
F X線焦点
S 試料
ω 試料軸線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray diffraction measurement method and apparatus for detecting X-ray diffraction generated from a sample by X-ray detection means when the sample is irradiated with X-rays.
[0002]
[Prior art]
In the conventional X-ray diffractometer, for example, as shown in FIG. 5, the sample S is rotated intermittently or continuously at a predetermined angular velocity around the sample axis ω, so-called θ rotation. At the same time, the light receiving
[0003]
The above measurement method is effective when the sample S is solid, but cannot be used when the sample S is liquid. This is because if the sample S is a liquid, the sample S spills out of the case when the sample S is rotated by θ and measurement cannot be performed. When the liquid is used as a sample in this way, instead of rotating the sample S by θ rotation, the sample S is fixedly held in a horizontal state, the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional X-ray diffraction measurement method using a liquid as a sample, X-ray diffraction measurement is performed by irradiating the upper surface of the liquid sample with X-rays. However, it is difficult to maintain the upper surface of the liquid sample on a smooth plane, and therefore it is difficult to obtain highly reproducible measurement data. Further, since the liquid evaporates, the position of the upper surface thereof changes, and therefore, measurement for a long time is difficult.
[0005]
In addition, depending on the type of measurement, there is a measurement such as observing the behavior of powder and other foreign substances mixed in the liquid. For such measurement, it is necessary to stir the liquid during the measurement. . When such agitation is performed, there is a problem that the upper surface of the liquid is further oscillated and disturbed, and therefore the reliability of the measurement data is further reduced.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the conventional X-ray diffraction measurement method, and an X-ray diffraction measurement method capable of stably obtaining a highly reliable measurement result for a liquid sample, and An object is to provide an X-ray diffractometer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an X-ray diffraction measurement method according to the present invention detects X-ray diffraction generated from a sample by X-ray detection means when the sample is irradiated with X-rays. In the measurement method, a liquid sample is stored in a sample holder whose lower surface is made of a material that can transmit X-rays, and the liquid sample is irradiated with X-rays through the lower surface of the sample holder while the sample holder is horizontally supported. It is characterized by doing.
When a liquid is applied as a sample, the lower surface of the liquid sample always exists as a smooth plane at a fixed position even when the upper surface is disturbed. Therefore, according to the X-ray diffraction measurement method having the above-described configuration, highly reproducible X-ray diffraction measurement data can be stably obtained for the liquid sample.
[0008]
Depending on the type of measurement, there is a measurement aimed at observing the behavior of foreign substances mixed in the liquid. In such a measurement, it is necessary to stir the liquid sample from the upper surface. Thus, when the liquid sample is stirred from the upper surface, the upper surface is rocked and disturbed, but the lower surface on which the X-rays enter maintains a smooth flat state. Therefore, according to the present invention, highly reproducible X-ray diffraction measurement data can be stably obtained even when a liquid sample is stirred.
[0009]
An X-ray diffractometer according to the present invention is an X-ray diffractometer that detects diffracted X-rays generated from a sample when the sample is irradiated with X-rays by an X-ray detector, and the lower surface is the X-ray diffractometer. A sample holder that is formed of a material that can pass through the sample and stores the sample, a sample support that horizontally supports the sample holder, an X-ray tube arm that rotates about the sample axis and supports the X-ray tube, Have The X-ray tube is attached to the X-ray tube arm such that the attached power cable extends upward from the X-ray tube arm.
[0010]
In general, in an X-ray diffractometer, its main part, that is, a goniometer, an X-ray tube, an X-ray detection means, and the like are installed on a table, and a power supply device for supplying high voltage and high current to the X-ray tube is below the table. It is arranged. For this reason, the power cable connecting the X-ray tube and the power supply device is generally arranged to extend downward from the X-ray tube. When applying a liquid as a sample in such a conventional apparatus, if X-rays are to be irradiated from the lower surface of the sample, the X-ray tube is disposed at a lower position than the sample, and the electric power is further moved to the lower position. There will be a cable. In addition, when a liquid sample is applied as a sample, the X-ray tube must be rotated by θ while the liquid sample is fixedly supported. In that case, the power cable attached to the X-ray tube follows the X-ray tube. It will move. However, this power cable is generally thick and difficult to bend, and a large installation space must be secured between the X-ray tube and the table in order to arrange it so that it can move. In the past, it was impossible to secure such a large installation space.
[0011]
On the other hand, if the X-ray tube is attached to the X-ray tube arm so that the power cable attached to the X-ray tube extends above the X-ray tube arm as in the X-ray diffraction apparatus according to the present invention. A sufficiently large space can be secured below the X-ray tube arm. Therefore, it is possible to irradiate the lower surface of the liquid sample with X-rays by installing the X-ray tube below the liquid sample. It was.
[0012]
As described above, according to the X-ray diffraction apparatus of the present invention, X-rays can be irradiated from the lower surface of the sample, but in some cases, it is desired to irradiate X-rays from the upper surface of the sample. In consideration of such cases, the power cable attached to the X-ray tube is positioned between the upper mounting position where the X-ray tube arm extends upward and the lower mounting position where the power cable extends below the X-ray tube arm. It is desirable to attach the X-ray tube to the X-ray tube arm so that the position can be changed.
[0013]
As such a position conversion mechanism, for example, a fixing member for fixing the X-ray tube is provided in advance, and by changing how the fixing member is attached to the X-ray tube arm, A mechanism is conceivable in which the X-ray tube mounting position is switched between the upper mounting position and the lower mounting position.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an embodiment of an X-ray diffraction apparatus according to the present invention. The purpose of this X-ray diffractometer is to perform so-called radial distribution measurement of a liquid sample. When X-ray diffraction lines are measured with a gas, liquid, amorphous metal, or the like, a halo that attenuates as the angle increases is generally observed. This halo corresponds to the structure of a liquid or the like, and the halo is analyzed by calculating a radial distribution function. This radial distribution function represents a distribution of density of a spherical shell having a distance r from the center considering a sphere centered on a certain atom. For structural analysis of amorphous substances such as liquids, it is a common technique to obtain a radial distribution function from the measurement result of scattered X-ray intensity by X-rays, and this measurement method is called radial distribution measurement. Is.
[0015]
The X-ray diffractometer shown in FIG. 1 includes a goniometer 14 that includes a columnar sample support 11, an
[0016]
The
[0017]
As shown in FIG. 2, the X-ray tube 9 is configured by covering a
[0018]
X-rays are generated from the
[0019]
In FIG. 1, the
[0020]
The θ-rotation table 16 that supports the
[0021]
The X-ray counter 5 outputs a signal according to the amount of X-rays taken therein, and the
[0022]
Although not particularly shown in FIG. 1, in some cases, in order to improve the measurement accuracy, a monochromator for monochromatic X-rays is provided between the X-ray focal point F and the
[0023]
Since the X-ray diffraction apparatus of the present embodiment is configured as described above, each of the
[0024]
The X-ray counter 5 outputs a signal to the
[0025]
In the X-ray diffractometer of this embodiment, scattered X-ray information is collected not from the upper surface of the liquid sample S but from its lower surface. Since the lower surface of the liquid sample S is accurately held in a stable and smooth plane state by the
[0026]
Depending on the type of measurement, the behavior of the liquid sample S containing a foreign substance, such as powder, in the liquid such as the powder may be measured. In such measurement, it is necessary to perform measurement while stirring the liquid sample S. When performing such measurement using this embodiment, the lower surface of the liquid sample S is irradiated with X-rays while stirring the liquid sample S from the upper surface in FIG. When the liquid sample S is stirred from the upper surface, the upper surface is vigorously shaken and disturbed, but the lower surface is accurately held in a stable and smooth flat state by the
[0027]
The above is a description of the measurement performed by irradiating the lower surface of the sample S with X-rays. However, when the sample S is not a liquid but a solid, it is not always necessary to irradiate the lower surface of the sample S with X-rays. In some cases, it may be desirable to irradiate the upper surface of the sample S with X-rays. In such a case, in FIG. 1, the fixing
[0028]
When irradiating the upper surface of the sample S with X-rays from the X-ray focal point F, the
[0029]
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims.
For example, the present invention includes not only the case where a liquid sample is irradiated with X-rays from its lower surface, but also the case where X-ray diffraction measurement is performed while irradiating a solid sample with X-rays from its lower surface. In addition, when a solid sample is used as a measurement target in such a manner, unlike the liquid sample, diffracted X-rays with high intensity can be obtained, and analysis is performed by a method different from the radial distribution.
[0030]
In the embodiment shown in FIG. 1, the fixing
[0031]
In the embodiment shown in FIG. 1, as a method of positioning the fixing
[0032]
【The invention's effect】
According to the X-ray diffraction measurement method of the first aspect, since the lower surface of the sample is irradiated with X-rays, when a liquid is applied as the sample, the upper surface of the liquid sample is oscillated and disturbed. Even at times, the lower surface of the sample on which X-rays are incident always exists as a smooth flat surface at a certain position, and therefore, highly reproducible X-ray diffraction measurement data can be stably obtained.
[0033]
When the liquid sample is stirred as in the X-ray diffraction measurement method according to
[0034]
According to the X-ray diffraction apparatus of the fourth aspect, since the X-ray tube is attached to the X-ray tube arm so that the power cable extends above the X-ray tube arm, a sufficiently wide space is provided below the X-ray tube arm. As a result, the X-ray tube can be rotated θ to the lower side of the sample to a large angle, so that the lower surface of the sample can be irradiated with X-rays.
[0035]
According to the X-ray diffraction apparatus of the fifth aspect, the measurement of irradiating the lower surface of the sample with X-rays and the measurement of irradiating the upper surface of the sample with X-rays can be freely switched and executed.
[0036]
According to the X-ray diffraction apparatus of the sixth aspect, switching of the measurement conditions as in the fifth aspect can be realized with a very simple configuration.
[0037]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an X-ray diffraction apparatus according to the present invention and a block diagram of an electric control system.
FIG. 2 is a front sectional view showing an example of an X-ray tube.
FIG. 3 is a diagram showing an X-ray diffraction pattern which is an example of a measurement result.
4 is a front view showing a state in which the mounting state of the X-ray tube is switched with respect to the X-ray diffraction apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a conventional X-ray diffraction measurement.
[Explanation of symbols]
2 Divergence regulating slit 3 Light receiving slit 4 Scattered ray regulating slit 5 X-ray counter (X-ray detection means)
7
Claims (6)
下面がX線を透過可能な材料によって形成された試料ホルダに液体試料を収納し、
前記試料ホルダを水平に支持した状態で前記試料ホルダの下面を通して前記液体試料へX線を照射する
ことを特徴とするX線回折測定方法。In the X-ray diffraction measurement method in which the X-ray detection means detects the diffracted X-rays generated from the sample when the sample is irradiated with X-rays,
A liquid sample is stored in a sample holder whose lower surface is made of a material that can transmit X-rays,
An X-ray diffraction measurement method comprising irradiating the liquid sample with X-rays through a lower surface of the sample holder in a state where the sample holder is horizontally supported .
下面がX線を透過可能な材料によって形成されていて液体試料を収納する試料ホルダと、
該試料ホルダを水平に支持する試料支持台と、
試料軸線を中心として前記試料ホルダの下側で回転すると共にX線管を支持するX線管アームとを有しており、
前記X線管は、付属の電力ケーブルが前記X線管アームの上方へ延びるように前記X線管アームに取り付けられる
ことを特徴とするX線回折装置。In an X-ray diffractometer that detects diffracted X-rays generated from a sample when the sample is irradiated with X-rays by an X-ray detector,
A sample holder whose lower surface is made of a material capable of transmitting X-rays and stores a liquid sample;
A sample holder for supporting the sample holder horizontally,
An X-ray tube arm that rotates below the sample holder about the sample axis and supports the X-ray tube;
The X-ray tube, X-rays diffraction apparatus characterized by the supplied power cable is attached to the X-ray tube arm so as to extend upwardly of the X-ray tube arm.
下面がX線を透過可能な材料によって形成されていて液体試料を収納する試料ホルダと、
該試料ホルダを水平に支持する試料支持台と、
試料軸線を中心として前記試料ホルダの下側で回転すると共にX線管を支持するX線管アームとを有しており、
前記X線管は、付属の電力ケーブルが前記X線管アームの上方へ延びる上方取付位置と、前記電力ケーブルが前記X線管アームの下方へ延びる下方取付位置との間で位置変換できる
ことを特徴とするX線回折装置。In an X-ray diffractometer that detects X-ray diffracted X-rays generated from a sample when the sample is irradiated with X-rays,
A sample holder whose lower surface is made of a material capable of transmitting X-rays and stores a liquid sample;
A sample holder for supporting the sample holder horizontally,
An X-ray tube arm that rotates below the sample holder about the sample axis and supports the X-ray tube;
The X-ray tube, characterized in that it positions convert between the upper mounting position of the supplied power cable extends upwardly of the X-ray tube arm, a lower mounting position in which the power cable extends downwardly of the X-ray tube arm X-ray diffractometer.
ことを特徴とするX線回折装置。In X-ray diffraction apparatus according to claim 5, the fixing member for fixing the X-ray tube is provided, by changing the mounting way of the X-ray tube arm of the fixing member, wherein with respect to the X-ray tube arm X-ray diffraction and wherein the switching between the mounted position of the X-ray tube and the upper attachment position and the lower mounting position.
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