JPH06249768A

JPH06249768A - 蛍光ｘ線分析用試料調製方法

Info

Publication number: JPH06249768A
Application number: JP5037127A
Authority: JP
Inventors: Naohiko Sado; 直彦佐渡
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-02-26
Filing date: 1993-02-26
Publication date: 1994-09-09

Abstract

(57)【要約】【目的】粉体試料の蛍光Ｘ線分析における迅速かつ均一
な分析用試料の調製法を得る。【構成】粉体試料に無機質のマトリクス整合剤と有機質
の固化剤を加えて混合、加温、溶融混練し、得られたス
ラリを型枠に注入して冷却固化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉱業，窯業などにおけ
る無機材料の粉体試料および一般環境で発生するダス
ト，塵埃など、無機元素を含む粉体試料の蛍光Ｘ線分析
方法に係わり、特に迅速かつ高精度な分析のための分析
用試料調製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】蛍光Ｘ線分析法による無機元素の分析
は、分析対象元素が不活性ガス成分を除く、原子番号９
番フッ素（原子記号Ｆ）〜原子番号９２番ウラン（原子
記号Ｕ）の広い範囲の元素がｐｐｍレベルの低濃度か
ら、〜１００％の高濃度までできることや、また分析対
象試料は一般に、気体以外の固体、液体であることなど
分析対象となるものが多い。分析の対象となっている代
表的な粉体試料には次のようなものがある。

【０００３】鉱石、ダスト、セメント、石灰石、ドロマ
イト、ガラス、珪石、粘土、石炭、耐火物、鉄粉、アル
ミナ、土壌、降下媒塵などであり，一般には粗砕、微粉
砕されて分析用粉体試料となるが、蛍光Ｘ線分析の測定
系の試料室が真空またはヘリウムなどのガス雰囲気のた
め、そのままでは分析に適さず、何らかの処理がなされ
て分析に供される。そこで測定においては、試料ごとに
最適な試料調製法が検討されている。

【０００４】粉体試料の前処理方法は、定性分析か定量
分析の目的によって通常は、つぎのような方法がとられ
ている。粘着テープに塗布する方法加圧成型方法溶融
固化方法分析用試料調製法の良否は、分析結果の精度や正確性に
与える影響が大きいため特に重要である。また、粉体試
料の場合の分析誤差要因として、共存元素の影響と不均
一効果があり、特に後者の要因が大きいと言われてい
る。

【０００５】そこで、迅速で均一な分析ができる粉体試
料の前処理方法が求められている。一般に標準的な蛍光
Ｘ線分析方法は、日本分析化学会編「分析化学便覧」改
定四版（１９９１）に述べられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、目的とする粉
体試料の前処理法の詳細な内容を示す公定分析法がな
い。粉体試料を固定する方法としては、前記の前処理方
法の適用が一般には考えられる。しかし、均一な分析試
料を得るには十分でないか又は調製操作に時間を要し迅
速性に欠ける。また多元素分析を考慮した粉体試料の前
処理方法に決まった方法がない。

【０００７】この発明は上述の点に鑑みてなされ、その
目的は蛍光Ｘ線分析による粉体試料の分析において、迅
速に均一な分析用試料を調製する粉体試料の前処理方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば粉体試料の蛍光Ｘ線分析における分析用試料調製
方法であって、（１）第一の工程と、（２）第二の工程
とを有し、第一の工程は無機質を主体とする粉体試料
と、有機質の固化剤と、無機質のマトリクス整合剤とを
混合、加熱、混練してスラリを調製し、第二の工程は前
記スラリを型枠に注入して冷却しかつ固化させる工程で
あるとすることにより達成される。

【０００９】マトリクス整合剤の四ホウ酸リチウムは、
分析対象成分以外の成分からなる無機質であり不純物の
少ない硝酸リチウムなどのリチウム塩や酸化リチウムな
どの酸化物等も用いることができる。固化剤のステアリ
ン酸は、常温で固化する有機材料で、不純物の少ない例
えばパラフィン等も用いることができる。

【００１０】分析上の試料取り扱いで十分な機械的強度
が得られる粉体試料とマトリクス整合剤の合量と固化剤
との組成比は、１：１が良い。固化剤のステアリン酸
は、融点が７１〜７５℃で常温で固化するものであるか
ら加熱操作は比較的低温でよく、加熱板（ホットプレー
ト）の設定温度は９０〜１００℃であり、作業性が良好
である。

【００１１】さらに，試料調製時の固化操作は、予め平
滑なガラス基板上に厚さ５μｍ程度の有機薄膜のマイラ
膜やポリプロピレン膜を載置し、その上に型枠（アルミ
リング）を設置して行う。ペレット状の分析用試料の冷
却固化が迅速であり、基板からの剥離も容易である。ま
た，清浄な分析面が得られ、無機元素分析時の分析精度
を高めることができる。

【００１２】粉体試料は、無機質が主体のもので酸化物
や塩類を構成し、ものによってはわずかに有機物が含ま
れる。この粒度は予め、その後の蛍光Ｘ線分析で問題の
ない７４μｍ以下（メッシュ呼称：２００メッシュ）に
微粉砕して用いる。試料は、Ｘ線照射面積の関係からサ
イズ１０〜５０φのペレット状に固化して用いる。好ま
しくは４５φで高さ５ｍｍのリング状アルミニウム製の
型枠を用いて固化するのがよい。この時の粉体試料，マ
トリクス整合剤，固化剤の合量は、体積約１０ｃｍ³，
重量約２０ｇである。

【００１３】

【作用】マトリクス整合剤の例えば四ホウ酸チリウム
は、固化したペレット状試料のマトリックスを整合する
ために用いられる。またこのマトリクス整合剤は、固化
剤を加えて加温、溶融し混練する際に均一に分散したス
ラリーを調製するとともに、希釈剤としても役立つ。ま
た固化剤は有機質であり容易に溶融して分析用試料調製
の作業性を高める。

【００１４】

【実施例】次にこの発明の実施例を図面に基づいて説明
する。分析用試料調製法について述べる。図１は、本発
明の実施例に係る分析用試料調製手順を示す流れ図であ
る。粉体試料は、酸化物や塩類の無機質が主体で、場合
によっては微量の有機物が含まれる。粉体試料にマトリ
クス整合剤と固化剤を加えて加温後に所定の型枠に注入
して固化し分析用試料が調製される。

【００１５】粉体試料は予め粉砕し、粒度を７４μｍ以
下にして用いる。マトリクス整合剤は分析対象元素以外
の元素からなる無機質の四ホウ酸リチウム（Ｌｉ₂Ｂ₄
Ｏ₇）の白色粉末である。粒度は、粉体試料と同じ７４
μｍ以下にして用いる。固化剤は分析対象元素以外の元
素からなる有機質のステアリン酸〔ＣＨ₃（ＣＨ₂）₁₆
ＣＯＯＨ〕の白色結晶粉体で、融点が７１〜７５℃であ
って常温で固化するものを用いる。次いで所定の型枠に
注入して固化させ分析用試料の調製が完了する。その後
蛍光Ｘ線分析による元素分析に供される。

【００１６】以下に、分析用試料調製手順について詳細
に述べる。試料量としてとは、粉体試料の１〜１０ｇの
一定量を用いる。マトリクス整合剤の四ホウ酸リチウム
は１〜１０ｇの一定量を用い、粉体試料とマトリクス整
合剤の合量を１０ｇになるように調製する。固化剤のス
テアリン酸の１０ｇを秤り取り、これを容量１００ｍｌ
のビーカーに入れて混合する。

【００１７】次に、設定温度が９０〜１００℃のホット
プレート上で加温して溶融する。この際ガラス棒を用い
てかき混ぜて混練し、試料をスラリー状にする。これ
を、マイラ膜などの有機薄膜を敷いた冷却基板（ガラス
板）に所定の型枠（アルミリング）をのせたものに注入
して常温で速やかに固化させる。次に、粉末標準試料の
調製法と組成例について述べる。標準試料は、蛍光Ｘ線
分析による元素分析において、相対Ｘ線強度を求めて定
性分析（半定量表示）や定量分析を行うのに必要であ
る。標準試料は試薬を用いて前記試料調製法に基づいて
調製される。その配合内容と元素の種類と含有濃度レベ
ルの異なる組成例を表１，表２に示す。

【００１８】試薬とマトリクス整合剤の四ホウ酸リチウ
ムの合量を１０ｇとし，固化剤を１０ｇを加えて調製
し、分析測定上の取り扱いで機械的強度も十分な固化し
た試料が作製できる。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】次に調製した試料の元素測定法について述べる。

【００２１】図２は、本発明の実施例に係る蛍光Ｘ線分
析装置を示す配置図である。この分析装置は、Ｘ線発生
装置１、Ｘ線管２、分光結晶４、検出器５、データ処理
部６からなり、分析試料３の載置される試料室７は真空
にしている。分析用試料には、Ｘ線管から一次Ｘ線が照
射されて各元素の特性Ｘ線が励起される。特性Ｘ線は分
光器で分光され検出器を経て光電検出が行われる。

【００２２】ここで特性Ｘ線の波長の違いで定性分析が
行われ、また，特性Ｘ線の強度から定量分析が行われ
る。蛍光Ｘ線分析におけるＸ線強度は、分析試料の共存
元素の影響や粉体試料の場合の試料の不均一効果が生じ
誤差要因となる。特に、後者の要因が大きいと言われて
いる。

【００２３】そこで粉体試料の粒径の違いとＸ線強度の
バラツキ程度を調べた結果について述べる。試料は、前
記試料調製法により作製した。詳しくは、同一試料から
ふるい分けして異なる粒度の粉体試料（アルミナ・シリ
カ系材料）の３種類を作り、各粉体について６個ずつ調
製した。この試料の１０成分の蛍光Ｘ線強度のバラツキ
を測定し，平均値からの偏差を求めた結果を表３に示
す。

【００２４】

【表３】粒径が小さいほど平均値からの偏差値が小さくなるのが
分かる。これにより試料の粒度は、より小さい方が蛍光
Ｘ線強度は安定した測定値が得られる。

【００２５】本法では、蛍光Ｘ線強度の偏差値が平均値
の約１／１００以下になる粒径である，７４μｍ以下
（メッシュ呼称：２００メッシュ）を用いる。前記の試
料調製法を用いると迅速かつ高精度の分析が可能とな
る。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、粉体試料の蛍光Ｘ線
分析における分析用試料調製方法であって、（１）第一
の工程と、（２）第二の工程とを有し、第一の工程は無
機質を主体とする粉体試料と、有機質の固化剤と、無機
質のマトリクス整合剤とを混合、加熱、混練してスラリ
を調製し、第二の工程は前記スラリを型枠に注入して冷
却かつ固化させる工程であるとするので、マトリクス整
合剤は蛍光Ｘ線分析における整合剤としてのみならず、
分散剤としても機能し、粉体が均一に分散した分析試料
が得られる。また固化剤は有機質で容易に溶融し作業性
が良好にする。このようにして均一な分析試料を容易に
調製することができ、迅速かつ高精度の蛍光Ｘ線分析が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係る分析用試料の調製手順
を示す流れ図

【図２】この発明の実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置を示
す配置図

【符号の説明】

１Ｘ線発生装置２Ｘ線管３分析用試料４分光結晶５検出器６データ処理部７分析試料室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉体試料の蛍光Ｘ線分析における分析用試
料調製方法であって、（１）第一の工程と、（２）第二の工程とを有し、第一の工程は無機質を主体とする粉体試料と、有機質の
固化剤と、無機質のマトリクス整合剤とを混合、加熱、
混練して、スラリを調製し、第二の工程を前記スラリを型枠に注入して冷却しかつ固
化させる工程であることを特徴とする蛍光Ｘ線分析用試
料調製方法。
【請求項２】請求項１記載の方法において、マトリクス
整合剤は四ホウ酸リチウムであることを特徴とする蛍光
Ｘ線分析用試料調製方法。
【請求項３】請求項１記載の方法において、固化剤はス
テアリン酸であることを特徴とする蛍光Ｘ線分析用試料
調製方法。
【請求項４】請求項１記載の方法において、粉体試料と
マトリクス整合剤の合量と、固化剤は重量比で１対１の
割合で用いることを特徴とする蛍光Ｘ線分析用試料調製
方法。
【請求項５】請求項１記載の方法において、粉体試料の
粒度は平均粒径で７４μｍ以下であることを特徴とする
蛍光Ｘ線分析用試料調製方法。