JPH05273128A - 発光分光分析方法およびその装置 - Google Patents

発光分光分析方法およびその装置

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JPH05273128A
JPH05273128A JP6846492A JP6846492A JPH05273128A JP H05273128 A JPH05273128 A JP H05273128A JP 6846492 A JP6846492 A JP 6846492A JP 6846492 A JP6846492 A JP 6846492A JP H05273128 A JPH05273128 A JP H05273128A
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勲 福井
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/66Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
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Abstract

(57)【要約】 [目的] 発光分光分析を用いて試料中の各成分元素の
存在形態別の定量分析を可能にすることを目的とする。 [構成] 試料を多数回において励起により発光させ、
その発光毎に試料に含まれる成分元素と非成分元素それ
ぞれの輝線光強度を検出し、検出される輝線光強度デー
タを記憶し、その記憶データに基づいて成分元素と非成
分元素とが設定レベル以上含まれる発光を特定し、その
特定した発光による試料領域に成分元素と非成分元素と
の化合物が存在すると判断して発光分光分析により成分
の試料中での存在形態別の定量分析を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、試料成分を試料中での
存在形態別に定量分析する発光分光分析方法とその装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】金属精練の工程中の品質管理において
は、金属中の各種成分元素をその金属中での存在形態別
に分析を行うことが必要とされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
金属中における各種成分元素の存在形態には、主として
2つあり、その1つは窒化、酸化、硫化等の化合形態で
あり、もう1つは元素単位で金属中に分散している合金
形態である。
【0004】このように成分元素を化合形態と合金形態
とに分けて分析する方法としては、従来から試料を種々
な分解方法により形態別に分離分析する化学的手法があ
るが、そのいずれもが迅速性がなく、したがって、その
精練過程での制御のための分析には有効ではなく金属精
練での品質管理を高度に行うことを困難なものにしてい
た。
【0005】本発明は、発光分光分析を用いて試料中の
各成分元素の存在形態別の定量分析を迅速にできるよう
にして、これによって、その金属精練での高度な品質管
理を容易に行えるようにすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、成分の試料
中での存在形態別の定量分析を発光分光分析により行う
もので、試料を多数回において励起により発光させ、そ
の発光毎に試料に含まれる成分元素と非成分元素それぞ
れの輝線光強度を検出し、検出される輝線光強度データ
を記憶し、その記憶データに基づいて成分元素と非成分
元素とが設定レベル以上含まれる発光を特定し、その特
定した発光による試料領域に成分元素と非成分元素との
化合物が存在すると判断するようにして行う。
【0007】
【作用】本発明によれば、発光分光分析によって、迅速
に成分の試料中での存在形態別の定量分析が行われる。
【0008】例えば、スパーク放電発光分析の1パルス
の放電領域の直径は30ミクロン程度である。金属内で
酸化物等の非金属化合物を作る元素は、一部は金属内に
合金成分として存在し、他の一部が酸化物とか窒化物と
なっており、これらの非金属化合物は、金属の結晶粒界
に介在物として析出しており、介在物によって大きさは
異なるが、例えば、鋼中での金属Al、CaはFeに固
溶しているが、酸化物は(Al23 、CaO)とし
て、大きさは5ミクロン程度で介在物として点在してい
る。従って、1回のスパーク放電毎に得られるAl、C
aの各々のスペクトル強度は、その放電径内にこの酸化
物を含むか、含まないか、更にその大きさによって大幅
に変わる。その理由としては、固溶状態のAl等は、金
属中に低濃度で分散しており、放電内に介在物が存在し
ない時は、1放電領域内に占めるAlの比率は小さく、
Alの輝線光強度は低く、放電毎の輝線強度の変化も小
さいが、放電内に介在物が存在した時は、介在物はAl
の集積度が大きいことから、放電内に占めるAlの比率
が大きくなり、Alの輝線光強度は大きく現れる。その
大きさの変化は存在する介在物の量に比例して起こり、
得られるスペクトル強度の差は数倍から数十倍になる。
また、放電領域にAlの酸化物があれば、当然酸素の輝
線光も現れる。
【0009】そこで、ある1回の放電で酸素の輝線光が
検出されたときには、その放電は試料成分元素の酸化物
を含んだ領域で発生していると判定し、同放電における
試料成分元素Al、Ca等の輝線光強度が、それぞれの
元素の多数の放電における平均強度に対して大きくなっ
ていないかどうか判定する。このとき、例えば、Alの
輝線光強度が平均強度で、Caの輝線光強度がその平均
強度より一定以上の値を示している場合には、Caの酸
化物であるCaOが、同放電の領域に含まれていると判
定できる。
【0010】上記とは逆にAlの輝線光強度が平均値よ
り大きく、Caの輝線光強度が平均値の場合には、Al
23 が含まれていると判定できる。また、Al,Ca
共に平均強度の一定以上の強度のときは、Al23
CaOのいずれも含まれていると判定できる。
【0011】これは他のMg、Si、Ti、BおよびZ
rなども酸化物系、窒化物系及びTiC等の金属間化合
物の場合にも同様に適用できる。
【0012】また、上記の分析はレーザ光の励起による
発光によっても同様に行え、とくに、レーザ光を用いる
場合は、高い分析精度がえられるとともに、成分の試料
中での存在形態を表す二次元マップが得られる。
【0013】
【実施例】図1に本発明の一実施例を示す。1は試料3
をスパーク放電させる放電室であって、その内部には不
活性ガスとして例えばアルゴンガスが充満されている。
2はスパーク放電用の高電圧パルスを発生する放電回路
である。4は、放電回路2から高電圧パルスが印加され
ることで試料3との間でスパーク放電を行わせる励起手
段としての対電極である。
【0014】5は、内部が真空状態にされた分光手段と
しての分光器、6は、対電極4と試料3との間で発生し
たスパーク光のうち、一定方向に向かう平行光束状のス
パーク光のみを取り出すための入口スリット、7は、入
口スリット6からのスパーク光を分光するための回折格
子、8〜11は、それぞれ、回折格子7によるスペクト
ル像画上で、各元素の輝線位置に配置されている出口ス
リットであり、各出口スリット8〜11を通過したスパ
ーク光だけをそれぞれ対応するホトマルチプライヤー1
2〜15にそれぞれ入射されるようにする。16〜19
は、それぞれ、ホトマルチプライヤー12〜15でそれ
ぞれ検出された各輝線光強度信号を、各放電単位で積分
する単一パルス積分器である。これらホトマルチプライ
ヤー12〜15と積分器16〜19とにより検出手段が
構成される。
【0015】20は積分器16〜19で積分された値
(単データ)を、A/D変換器21に順次個別に切り替
えて送信するための切替器である。21は前記A/D変
換器であって、送られて来た単データをデジタル信号に
変換する。22は、各元素毎に単データを所定のエリア
に時系列的に記憶し、また、他のデータも他のエリアに
記憶する記憶手段としてのメモリ、23は、上記各部を
制御するとともに各種演算等を行うもので、本発明の特
定手段、判断手段、作成手段を構成するマイクロコンピ
ュータである。
【0016】作用を説明すると、放電回路2から高電圧
パルスを対電極4に印加することによって、試料3と対
電極4と間でスパーク放電を千回から数千回繰り返し行
い、図2A〜Dのように、各放電毎の各元素の発光(輝
線光)強度を測定する。この図で各元素の放電順位が同
一の位置にあるグラフの高さが、図1の各単一パルス積
分器16〜19それぞれの出力信号に対応しており、各
グラフそれぞれの同一位置における一回のスパーク放電
における各輝線光強度を表す。得られた各元素の輝線光
強度データは時系列にメモリ22に記憶させる。このメ
モリ内の記憶データから各元素(O,Al,Ca,M
g)の放電毎の輝線光強度を含有量%値に換算する。含
有量%値は事前に介在物の少ない標準試料で作成した検
量線から求める。このように含有量%値に換算すること
により、バックグランドを消去した分析データを得るこ
とができる。放電毎の各元素の含有量%値データの平均
値及び分散値σ等を求め、そのデータの分散状態から化
合物判定レベルを設定する。例えば、その判定レベルを
平均含有量+3σと設定し、或る放電において或る元素
がそのレベル以上であった時は、その放電の放電領域
に、その元素の化合物或は介在物が含まれていると判定
する。
【0017】図2Aは酸素の輝線光強度を測定したもの
であるが、判定レベルSを超えた放電に対しては、酸化
物が存在していると判定し、同じ放電において、他の元
素(Al,Ca,Mg)のデータについて判定レベルを
超える元素を捜し、判定レベルを超えた放電があれば、
その放電においては、その元素の酸化物が含まれている
と判定する。図2B〜Dにおいて○印が付いた放電は、
その元素の酸化物(AlではAl23 ,CaではCa
O,MgではMgO)が含まれていると判定する。な
お、図2Aに示すように、酸素の輝線光が、放電毎に毎
回検出されているのは、金属中への溶解酸素と、単なる
逆光の両方が重なったもので、これら低レベルの光強度
は、酸化物の存在を示すものではない。しかし原理的に
は、他の或る金属成分元素の輝線が設定レベルより高
く、酸素の輝線光があれば、その元素の酸化物ありと判
定されるのである。
【0018】その放電領域に酸化物が含まれていると特
定された放電において、その放電領域における被酸化元
素(例えばAl)の酸化物の含有量Z%の計算の1方法
を説明する。先ず、その放電における被酸化元素の含有
量を検量線から求め、その特定された放電の放電領域で
のその含有量をA%とし、その元素の試料全体での平均
含有量をB%、(同元素の酸化物の比重)/(元素の比
重)=Cとすると、 Z=(A−B)×C によって計算する。
【0019】或る元素の酸化物が含まれていると特定さ
れた各放電における酸化物の含有量を各元素毎に積算
し、その積算値を1回の分析の全放電回数で割って各元
素の酸化物の平均値を演算し、その平均値をもって各元
素の酸化物の試料全体における含有量を算出する。特定
された放電以外における各元素の含有量の平均値を求
め、該平均値をもって各元素の単体状態の含有量として
出力する。
【0020】図3は他の実施例を示し、この実施例で
は、上記実施例の対電極4に代えてレーザー銃30を、
放電回路2に代えてレーザー銃駆動回路31を使用し、
さらに、マイクロコンピュータ23に表示手段としての
CRT33を接続した構成としている。そして、試料3
の励起をレーザー光により行うとともに、試料の存在形
態を示す二次元マップがCRT33により表示される構
成としている。他の部分の構成、及び、データの処理動
作等は、上記実施例と同様である。
【0021】この場合、レーザー光としては、例えば、
パルス幅が短く高い出力のN2レーザー光を用いる。そ
して、このN2レーザー光を数Toll以下の減圧環境
下で金属試料に照射すると、小さな径で白色の第1プラ
ズマ(primary plasma)と、それを取り
囲むように半球状に広がる第2プラズマ(second
ary plasma)とが発生するもので、この第2
プラズマの発光を用いる。この第2プラズマの発光を用
いると、バックグラウンドの影響等が少なく高い分析精
度が期待できる。
【0022】また、レーザー光の照射は試料3面の全面
に及ぶように、スキャニングしながら行う。上記の火花
放電による実施例では、試料3面の放電位置がランダム
になり、仮に放電位置が一つの位置に偏った場合には試
料3全体における平均的な分析結果が得られなくなる
が、この実施例ではレーザー光の照射を試料3全面にス
キャニングして行うことにより、常に試料3全体におけ
る平均的な分析結果が得られる。
【0023】また、上記のようにレーザー光の照射を試
料3全面にスキャニングして行う際の位置情報と、その
位置情報に対応する分析結果とにより試料の元素の存在
形態を示す二次元マップをマイクロコンピュータ23で
作成してCRTで表示できるようにしており、これによ
り、試料中の元素の存在形態が視覚的に把握できるよう
にしている。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、発光分光分析によっ
て、迅速に成分の試料中での存在形態別の定量分析が行
われるようになり、これにより、精練過程における高度
の品質管理ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図
【図2】上記実施例のデータ説明図
【図3】他実施例のブロック図
【符号の説明】
1 放電室 2 放電回路 3 試料 4 対電極 5 分光器 6 入口スリット 7 回折格子 8〜11 出口スリット 12〜15 ホトマルチプライヤー 16〜19 単一パルス積分器 20 切替器 21 A/D変換器 22 メモリ 23 マイクロコンピュータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料を多数回において励起により発光させ
    るステップ、 前記発光毎に、前記試料の成分元素と非成分元素それぞ
    れの輝線光強度を検出するステップ、 前記検出される輝線光強度データを記憶するステップ、 前記記憶データに基づいて、前記成分元素と非成分元素
    とが設定レベル以上含まれる発光を特定するステップ、
    および、 前記の特定した発光による試料領域に前記成分元素と非
    成分元素との化合物が存在すると判断するステップ、 よりなる発光分光分析方法。
  2. 【請求項2】試料を励起して発光を行わすための励起手
    段、 前記試料の発光を分光する分光手段、 前記発光毎の前記分光手段からの分光それぞれにおける
    輝線光強度を検出する検出手段、 前記輝線光強度を記憶する記憶手段、 前記記憶手段に記憶されるデータに基づいて、前記試料
    の成分元素と非成分元素とが設定レベル以上含まれる発
    光を特定する特定手段、および前記の特定した発光によ
    る試料領域に前記成分元素と非成分元素との化合物が存
    在すると判断する判断手段、 よりなる発光分光分析装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999056110A1 (fr) * 1998-04-28 1999-11-04 Kawasaki Steel Corporation Procede d'analyse de l'oxygene et de l'oxyde contenus dans une matiere metallique

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04294258A (ja) * 1991-03-22 1992-10-19 Shimadzu Corp 発光分光分析方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04294258A (ja) * 1991-03-22 1992-10-19 Shimadzu Corp 発光分光分析方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999056110A1 (fr) * 1998-04-28 1999-11-04 Kawasaki Steel Corporation Procede d'analyse de l'oxygene et de l'oxyde contenus dans une matiere metallique
US6480274B1 (en) 1998-04-28 2002-11-12 Kawasaki Steel Corporation Method of analyzing oxygen and oxide in metallic material

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