JPH11295222A - グロー放電発光分析による微粒子測定方法 - Google Patents
グロー放電発光分析による微粒子測定方法Info
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- JPH11295222A JPH11295222A JP10094736A JP9473698A JPH11295222A JP H11295222 A JPH11295222 A JP H11295222A JP 10094736 A JP10094736 A JP 10094736A JP 9473698 A JP9473698 A JP 9473698A JP H11295222 A JPH11295222 A JP H11295222A
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- fine particle
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems 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
- G01N21/67—Systems 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 using electric arcs or discharges
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微粒子の含有元素と組成値とを短時間で決定
することができ、複数種類の微粒子が混在している場合
に、各微粒子の組成を同時に決定することができる微粒
子の測定方法を提供する。 【解決手段】 平面状に分散した微粒子をグロー放電発
光分析を行って特定元素の発光線を検出し、微粒子に含
まれる特定元素の発光線データから微粒子の含有元素及
び組成値を求めるものであり、グロー放電発光分析で得
られる発光線の発光強度の時間変化の測定データを用い
ることによって、微粒子の含有元素と組成値とを短時間
で決定し、また、複数種類の微粒子が混在している場合
においても、微粒子の種類毎の含有元素を前記測定デー
タに基づいて定めることによって、各微粒子の組成を同
時に決定する。
することができ、複数種類の微粒子が混在している場合
に、各微粒子の組成を同時に決定することができる微粒
子の測定方法を提供する。 【解決手段】 平面状に分散した微粒子をグロー放電発
光分析を行って特定元素の発光線を検出し、微粒子に含
まれる特定元素の発光線データから微粒子の含有元素及
び組成値を求めるものであり、グロー放電発光分析で得
られる発光線の発光強度の時間変化の測定データを用い
ることによって、微粒子の含有元素と組成値とを短時間
で決定し、また、複数種類の微粒子が混在している場合
においても、微粒子の種類毎の含有元素を前記測定デー
タに基づいて定めることによって、各微粒子の組成を同
時に決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微粒子の測定方法
に関し、グロー放電発光分析の測定データを用いて微粒
子に含まれる元素及びその組成を求める測定方法に関す
る。
に関し、グロー放電発光分析の測定データを用いて微粒
子に含まれる元素及びその組成を求める測定方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ミクロンオーダー、またはそれ以下の人
工的あるいは天然の微粒子の測定において、個々の微粒
子の組成を求める測定や、複数種類の微粒子が混合して
いる場合にはその混合比を求める測定が行われている。
多数粒子の平均的な組成分析は、ＩＣＰ発光分析や原子
吸光などの化学分析法や蛍光Ｘ線分析法等が知られてい
る。
工的あるいは天然の微粒子の測定において、個々の微粒
子の組成を求める測定や、複数種類の微粒子が混合して
いる場合にはその混合比を求める測定が行われている。
多数粒子の平均的な組成分析は、ＩＣＰ発光分析や原子
吸光などの化学分析法や蛍光Ｘ線分析法等が知られてい
る。
【０００３】複数種類の微粒子が混合している場合に
は、あらかじめ各微粒子の含有元素を知った上で、各粒
子毎にその含有元素を選択して測定することによって、
組成値を計算している。この微粒子１個１個の組成分析
には、ＥＰＭＡ等の分析方法が知られている。また、多
数粒子の混合比は、多数粒子について組成分析を行い、
この分析結果を統計処理することによって求めることが
できる。
は、あらかじめ各微粒子の含有元素を知った上で、各粒
子毎にその含有元素を選択して測定することによって、
組成値を計算している。この微粒子１個１個の組成分析
には、ＥＰＭＡ等の分析方法が知られている。また、多
数粒子の混合比は、多数粒子について組成分析を行い、
この分析結果を統計処理することによって求めることが
できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＩＣＰ発光分析や原子
吸光などの化学分析法や蛍光Ｘ線分析法によって、粒子
ごとの組成決定を行うには、それぞれの粒子に含有され
る元素の種類が既知であることが必要であるという問題
があり、また、ＥＰＭＡによる測定では、微粒子１個１
個の組成分析を行わなければならず、測定作業が膨大と
なるという問題がある。
吸光などの化学分析法や蛍光Ｘ線分析法によって、粒子
ごとの組成決定を行うには、それぞれの粒子に含有され
る元素の種類が既知であることが必要であるという問題
があり、また、ＥＰＭＡによる測定では、微粒子１個１
個の組成分析を行わなければならず、測定作業が膨大と
なるという問題がある。
【０００５】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、含有元素及び組成が未知の微粒子の含有元素と
組成値とを短時間で決定することができる微粒子の測定
方法を提供することを目的とし、また、複数種類の微粒
子が混在している場合に、各微粒子の組成を同時に決定
することができる微粒子の測定方法を提供することを目
的とする。
解決し、含有元素及び組成が未知の微粒子の含有元素と
組成値とを短時間で決定することができる微粒子の測定
方法を提供することを目的とし、また、複数種類の微粒
子が混在している場合に、各微粒子の組成を同時に決定
することができる微粒子の測定方法を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のグロー放電発光
分析による微粒子測定方法は、平面状に分散した微粒子
をグロー放電発光分析を行って特定元素の発光線を検出
し、微粒子に含まれる特定元素の発光線データから微粒
子の含有元素及び組成値を求めるものであり、グロー放
電発光分析で得られる発光線の発光強度の時間変化の測
定データを用いることによって、微粒子の含有元素と組
成値とを短時間で決定することができる。また、複数種
類の微粒子が混在している場合においても、微粒子の種
類毎の含有元素を前記測定データに基づいて定めること
によって、各微粒子の組成を同時に決定することができ
るものである。
分析による微粒子測定方法は、平面状に分散した微粒子
をグロー放電発光分析を行って特定元素の発光線を検出
し、微粒子に含まれる特定元素の発光線データから微粒
子の含有元素及び組成値を求めるものであり、グロー放
電発光分析で得られる発光線の発光強度の時間変化の測
定データを用いることによって、微粒子の含有元素と組
成値とを短時間で決定することができる。また、複数種
類の微粒子が混在している場合においても、微粒子の種
類毎の含有元素を前記測定データに基づいて定めること
によって、各微粒子の組成を同時に決定することができ
るものである。
【０００７】本発明の第１の態様は、グロー放電発光分
析で得られる元素毎の発光線の発光強度変化の測定デー
タにおいて、その発光時間から微粒子毎に含有される元
素を判断する。発光線の発光時間は、グロー放電発光分
析の発光線の発光強度に時間変化の半値幅や２／３強度
などにおけるピーク幅の時間値を用いて求めることがで
きる。
析で得られる元素毎の発光線の発光強度変化の測定デー
タにおいて、その発光時間から微粒子毎に含有される元
素を判断する。発光線の発光時間は、グロー放電発光分
析の発光線の発光強度に時間変化の半値幅や２／３強度
などにおけるピーク幅の時間値を用いて求めることがで
きる。
【０００８】また、本発明の第２の態様は、グロー放電
発光分析で得られる元素毎の発光強度変化の測定データ
において、その発光強度あるいは発光強度積算値から各
微粒子の組成を定める。組成値は、各微粒子における各
元素の濃度によって求めることができ、この各元素の濃
度は各元素の重量濃度比によって求める。重量濃度比
は、粒子に含まれる元素の標準試料をグロー放電発光分
析して得られる特定元素の発光線について最大強度や発
光強度積算値を求めておき、未知試料をグロー放電発光
分析して得られる特定元素の発光線の最大強度や発光強
度積算値と、求めておいた標準試料の最大強度や発光強
度積算値との強度比を求め、この強度比に標準試料の重
量濃度を乗ずることによって求めることができる。した
がって、微粒子の組成は、発光線の発光強度あるいは発
光強度積算値に基づいて求めることができる。
発光分析で得られる元素毎の発光強度変化の測定データ
において、その発光強度あるいは発光強度積算値から各
微粒子の組成を定める。組成値は、各微粒子における各
元素の濃度によって求めることができ、この各元素の濃
度は各元素の重量濃度比によって求める。重量濃度比
は、粒子に含まれる元素の標準試料をグロー放電発光分
析して得られる特定元素の発光線について最大強度や発
光強度積算値を求めておき、未知試料をグロー放電発光
分析して得られる特定元素の発光線の最大強度や発光強
度積算値と、求めておいた標準試料の最大強度や発光強
度積算値との強度比を求め、この強度比に標準試料の重
量濃度を乗ずることによって求めることができる。した
がって、微粒子の組成は、発光線の発光強度あるいは発
光強度積算値に基づいて求めることができる。
【０００９】複数種類の微粒子が混在している場合に
は、発光時間の長さによって各微粒子に含有される元素
を求め、該元素の組成を定めることによって、種類毎に
微粒子の組成を求めることができる。
は、発光時間の長さによって各微粒子に含有される元素
を求め、該元素の組成を定めることによって、種類毎に
微粒子の組成を求めることができる。
【００１０】なお、発光強度積算値は、発光線の継続時
間内における発光強度を積算した値であり、発光線の継
続時間は、発光線が発光を開始してから発光が終了する
までの時間であり、発光の終了は発光線強度が所定値以
下に低下することによって判定することができる。
間内における発光強度を積算した値であり、発光線の継
続時間は、発光線が発光を開始してから発光が終了する
までの時間であり、発光の終了は発光線強度が所定値以
下に低下することによって判定することができる。
【００１１】図１は本発明の微粒子測定の概略の手順を
説明するためのフローチャートである。本発明の微粒子
測定では、含有元素及び組成値が不明である未知試料と
含有元素及び該元素の重量濃度が既知である標準試料と
をグロー放電発光分析して、その発光線の発光強度の時
間変化を求め（ステップＳ１）、ノイズレベル以上の発
光強度が得られた元素を未知試料に含まれる元素とする
（ステップＳ２）。
説明するためのフローチャートである。本発明の微粒子
測定では、含有元素及び組成値が不明である未知試料と
含有元素及び該元素の重量濃度が既知である標準試料と
をグロー放電発光分析して、その発光線の発光強度の時
間変化を求め（ステップＳ１）、ノイズレベル以上の発
光強度が得られた元素を未知試料に含まれる元素とする
（ステップＳ２）。
【００１２】前記ステップＳ２で求めた元素に基づい
て、未知試料について各元素毎に発光線の発光時間を求
め、該発光時間の継続時間に基づいて元素を分類する。
これによって、微粒子の種類毎に含有される元素を求め
ることができる。したがって、未知試料中に複数種類の
微粒子が混在している場合には、微粒子に含まれる元素
を微粒子の種類毎に区分することができる（ステップＳ
３）。
て、未知試料について各元素毎に発光線の発光時間を求
め、該発光時間の継続時間に基づいて元素を分類する。
これによって、微粒子の種類毎に含有される元素を求め
ることができる。したがって、未知試料中に複数種類の
微粒子が混在している場合には、微粒子に含まれる元素
を微粒子の種類毎に区分することができる（ステップＳ
３）。
【００１３】また、前記ステップＳ２で求めた元素に基
づいて、各元素毎に未知試料の発光強度と標準試料の発
光強度とを求め、これらの発光強度の比から未知試料に
含まれる各元素の重量濃度比を求める（ステップＳ
４）。
づいて、各元素毎に未知試料の発光強度と標準試料の発
光強度とを求め、これらの発光強度の比から未知試料に
含まれる各元素の重量濃度比を求める（ステップＳ
４）。
【００１４】ステップＳ３で求めた微粒子の種類毎の含
有元素と、ステップＳ４で求めた各元素の重量濃度比と
を用いて、微粒子の種類毎に含まれる元素の重量濃度比
を求める。この元素の重量濃度比は各微粒子の組成値を
表しており、これによって微粒子の種類毎の組成値を定
めることができる（ステップＳ５）。
有元素と、ステップＳ４で求めた各元素の重量濃度比と
を用いて、微粒子の種類毎に含まれる元素の重量濃度比
を求める。この元素の重量濃度比は各微粒子の組成値を
表しており、これによって微粒子の種類毎の組成値を定
めることができる（ステップＳ５）。
【００１５】なお、測定対象である微粒子は、粉末の状
態や溶媒中に懸濁した状態など種々の状態で存在する。
本発明の微粒子測定では、このような種々の状態にある
微粒子を平面状に分散した状態とし、この状態の微粒子
に対してグロー放電発光分析を適用して、微粒子の含有
元素及び組成を求めるものである。微粒子を平面状に分
散した状態は、平板上に微粒子を分散固着することによ
って形成することができ、この平板上への微粒子の分散
固着は、溶媒中に懸濁した微粒子内に平板を浸して取り
出すことによって行うことができる。
態や溶媒中に懸濁した状態など種々の状態で存在する。
本発明の微粒子測定では、このような種々の状態にある
微粒子を平面状に分散した状態とし、この状態の微粒子
に対してグロー放電発光分析を適用して、微粒子の含有
元素及び組成を求めるものである。微粒子を平面状に分
散した状態は、平板上に微粒子を分散固着することによ
って形成することができ、この平板上への微粒子の分散
固着は、溶媒中に懸濁した微粒子内に平板を浸して取り
出すことによって行うことができる。
【００１６】本発明によれば、グロー放電発光分析で得
られる発光線の発光強度を用いることによって、微粒子
の含有元素と組成値とを短時間で決定することができ、
また、複数種類の微粒子が混在している場合でも、微粒
子の種類毎の含有元素を定めることによって、各微粒子
の組成を同時に決定することができる。
られる発光線の発光強度を用いることによって、微粒子
の含有元素と組成値とを短時間で決定することができ、
また、複数種類の微粒子が混在している場合でも、微粒
子の種類毎の含有元素を定めることによって、各微粒子
の組成を同時に決定することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図２は本発明の微粒子測
定方法を適用することができるグロー放電発光分析装置
の一構成例を示すブロック図である。図２に示すグロー
放電発光分析装置１は、中空状に形成した放電電極３と
試料Ｓとを対向配置し、アルゴンガスを流しながら真空
排気を行って低真空雰囲気に保ち、試料Ｓに高周波電力
を供給して、試料Ｓと放電電極３との間に安定したアル
ゴンのグロー放電プラズマを形成する。なお、高周波電
力の供給は、高周波電源４及び整合器５によって行うこ
とができる。
参照しながら詳細に説明する。図２は本発明の微粒子測
定方法を適用することができるグロー放電発光分析装置
の一構成例を示すブロック図である。図２に示すグロー
放電発光分析装置１は、中空状に形成した放電電極３と
試料Ｓとを対向配置し、アルゴンガスを流しながら真空
排気を行って低真空雰囲気に保ち、試料Ｓに高周波電力
を供給して、試料Ｓと放電電極３との間に安定したアル
ゴンのグロー放電プラズマを形成する。なお、高周波電
力の供給は、高周波電源４及び整合器５によって行うこ
とができる。
【００１８】プラズマの正イオンは、試料Ｓの表面を均
一にスパッタリングし、たとえば１０ｎｍ／ｓｅｃのオ
ーダーの速度で切削する。スパッタリングされた試料Ｓ
の原子は、プラズマ中で励起されて元素特有の光を発光
する。グロー放電発光分析装置１は、この発光を分光器
２で分光して光検出器２３で検出する。なお、符号２１
はスリットであり、符号２２は回折格子等の分光器であ
る。通常、上記構成のグロー放電発光分析装置１は、発
光の経時変化を測定することによって、試料Ｓ中の元素
の深さ方向の分布の測定を行う。
一にスパッタリングし、たとえば１０ｎｍ／ｓｅｃのオ
ーダーの速度で切削する。スパッタリングされた試料Ｓ
の原子は、プラズマ中で励起されて元素特有の光を発光
する。グロー放電発光分析装置１は、この発光を分光器
２で分光して光検出器２３で検出する。なお、符号２１
はスリットであり、符号２２は回折格子等の分光器であ
る。通常、上記構成のグロー放電発光分析装置１は、発
光の経時変化を測定することによって、試料Ｓ中の元素
の深さ方向の分布の測定を行う。
【００１９】本発明は、上記したグロー放電発光分析装
置１によって微粒子を測定し、微粒子から得られる発光
線の発光強度の時間変化を測定することによって微粒子
の含有元素及び組成値を求める。
置１によって微粒子を測定し、微粒子から得られる発光
線の発光強度の時間変化を測定することによって微粒子
の含有元素及び組成値を求める。
【００２０】本発明の微粒子測定方法の詳細な測定手順
を図３のフローチャート、及び図４〜図９の説明図を用
いて説明する。なお、以下に示すフローチャートでは、
ステップＳ１１，１２は前記したフローチャートのステ
ップＳ１に対応し、ステップＳ１３は前記ステップＳ２
に対応し、ステップＳ１４，１５は前記ステップＳ３に
対応し、ステップＳ１６〜１９は前記ステップＳ４に対
応し、ステップＳ２０〜２２は前記ステップＳ５に対応
している。
を図３のフローチャート、及び図４〜図９の説明図を用
いて説明する。なお、以下に示すフローチャートでは、
ステップＳ１１，１２は前記したフローチャートのステ
ップＳ１に対応し、ステップＳ１３は前記ステップＳ２
に対応し、ステップＳ１４，１５は前記ステップＳ３に
対応し、ステップＳ１６〜１９は前記ステップＳ４に対
応し、ステップＳ２０〜２２は前記ステップＳ５に対応
している。
【００２１】本発明の微粒子測定は、微粒子が平面状に
分散した状態を元にして測定を行うため、測定を行う微
粒子試料は、平板上に粒子どうしが重ならないように分
散する必要がある。ミクロンオーダーの微粒子は、通
常、多数の粒子が寄り集まってだまの状態となってい
る。
分散した状態を元にして測定を行うため、測定を行う微
粒子試料は、平板上に粒子どうしが重ならないように分
散する必要がある。ミクロンオーダーの微粒子は、通
常、多数の粒子が寄り集まってだまの状態となってい
る。
【００２２】このような微粒子を分散させるには、微粒
子粉末をエタノール等の溶媒に懸濁し、この懸濁液を超
音波洗浄機によって、一個一個の微粒子の状態に分散さ
せる。そして、この溶液中に平板を浸して、再度超音波
洗浄機によって懸濁し、微粒子を平板上に付着させる。
微粒子が付着した平板を取り出し、溶媒を切って表面を
乾燥させる。これによって、微粒子が平面状に分散した
標準試料を形成することができる。なお、上記した微粒
子を平面状に分散させる方法は、標準試料に限らず未知
試料に適用することができる。
子粉末をエタノール等の溶媒に懸濁し、この懸濁液を超
音波洗浄機によって、一個一個の微粒子の状態に分散さ
せる。そして、この溶液中に平板を浸して、再度超音波
洗浄機によって懸濁し、微粒子を平板上に付着させる。
微粒子が付着した平板を取り出し、溶媒を切って表面を
乾燥させる。これによって、微粒子が平面状に分散した
標準試料を形成することができる。なお、上記した微粒
子を平面状に分散させる方法は、標準試料に限らず未知
試料に適用することができる。
【００２３】また、懸濁された微粒子の測定や粉末試料
についても同様に適用することができる。懸濁された微
粒子の測定を行う場合には、標準試料及び未知試料を同
一条件で平板上に分散させる前処理を行って、平板上に
微粒子を分散し固着させる。また、複数種類の微粒子が
混合している懸濁試料中の混合比を求める場合には、標
準試料は溶媒に各種類の微粒子の粉末を懸濁して、平板
上に分散させる処理を行う。なお、分散の処理は前記し
た処理によって行うことができる。
についても同様に適用することができる。懸濁された微
粒子の測定を行う場合には、標準試料及び未知試料を同
一条件で平板上に分散させる前処理を行って、平板上に
微粒子を分散し固着させる。また、複数種類の微粒子が
混合している懸濁試料中の混合比を求める場合には、標
準試料は溶媒に各種類の微粒子の粉末を懸濁して、平板
上に分散させる処理を行う。なお、分散の処理は前記し
た処理によって行うことができる。
【００２４】試料が粉末の場合には、標準試料及び未知
試料の粉末微粒子を、前記した前処理と同様にして、エ
タノール等の溶媒に懸濁し、平板上に分散させて付着さ
せる（ステップＳ１１）。標準試料及び未知試料につい
て、グロー放電発光分析装置によって、元素毎に発光強
度の時間変化を測定する。このグロー放電発光分析で測
定する元素は、グロー放電発光分析装置で測定可能な全
元素、または、微粒子に含有される可能性のある全元素
とし、標準試料及び未知試料について、各元素毎の測定
データを求める。図４は、未知試料について元素ａ〜元
素ｊの発光強度の時間変化の測定データ例を模式的に示
している（ステップＳ１２）。
試料の粉末微粒子を、前記した前処理と同様にして、エ
タノール等の溶媒に懸濁し、平板上に分散させて付着さ
せる（ステップＳ１１）。標準試料及び未知試料につい
て、グロー放電発光分析装置によって、元素毎に発光強
度の時間変化を測定する。このグロー放電発光分析で測
定する元素は、グロー放電発光分析装置で測定可能な全
元素、または、微粒子に含有される可能性のある全元素
とし、標準試料及び未知試料について、各元素毎の測定
データを求める。図４は、未知試料について元素ａ〜元
素ｊの発光強度の時間変化の測定データ例を模式的に示
している（ステップＳ１２）。
【００２５】グロー放電発光分析において、測定される
発光線は微粒子に含有される元素毎に測定され、微粒子
に含まれない元素については発光線は検出されない。そ
こで、グロー放電発光分析で検出される発光線の発光強
度について、たとえば、ノイズレベル以上の所定のしき
い値を定め、このしきい値と発光強度との比較によって
検出限界以上の発光強度の発光線を出力する元素を求
め、これによって、微粒子に含有される元素を求めるこ
とができる。
発光線は微粒子に含有される元素毎に測定され、微粒子
に含まれない元素については発光線は検出されない。そ
こで、グロー放電発光分析で検出される発光線の発光強
度について、たとえば、ノイズレベル以上の所定のしき
い値を定め、このしきい値と発光強度との比較によって
検出限界以上の発光強度の発光線を出力する元素を求
め、これによって、微粒子に含有される元素を求めるこ
とができる。
【００２６】図４において、元素ａ〜元素ｊの発光線の
内で、（ｂ），（ｃ），（ｆ），（ｈ），（ｊ）で示さ
れる元素ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊは検出限界以上の発光強度
を有し、（ａ），（ｄ），（ｅ），（ｇ），（ｉ）で示
される元素ａ，ｄ，ｅ，ｇ，ｉは検出限界以下の発光強
度である。したがって、測定した元素ａ〜元素ｊの中か
ら、元素ｂ，元素ｃ，元素ｆ，元素ｈ，及び元素ｊを選
択し、これらの各元素が未知試料の微粒子中に含有され
るものと判定する（ステップＳ１３）。
内で、（ｂ），（ｃ），（ｆ），（ｈ），（ｊ）で示さ
れる元素ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊは検出限界以上の発光強度
を有し、（ａ），（ｄ），（ｅ），（ｇ），（ｉ）で示
される元素ａ，ｄ，ｅ，ｇ，ｉは検出限界以下の発光強
度である。したがって、測定した元素ａ〜元素ｊの中か
ら、元素ｂ，元素ｃ，元素ｆ，元素ｈ，及び元素ｊを選
択し、これらの各元素が未知試料の微粒子中に含有され
るものと判定する（ステップＳ１３）。
【００２７】図５は、グロー放電発光分析による発光線
を模式的に表した図であり、図５（ａ）は粒子径がｄ
１，ｄ２の微粒子の発光線を示し、図５（ｂ）は同一微
粒子（同一粒子径）中に含有される異なる元素の発光線
を示している。
を模式的に表した図であり、図５（ａ）は粒子径がｄ
１，ｄ２の微粒子の発光線を示し、図５（ｂ）は同一微
粒子（同一粒子径）中に含有される異なる元素の発光線
を示している。
【００２８】平面状の微粒子がスパッタリングによって
削られる場合、該微粒子は上方から水平に削られていく
と推定され、粒子径が大きい場合（粒子径ｄ２）には発
光時間ｔ１は長くなり、粒子径が小さい場合（粒子径ｄ
１）には発光時間ｔ１は短くなり、このときの発光時間
ｔ１，ｔ２は各微粒子の粒子径ｄ１，ｄ２とほぼ線形関
係にあると推測することができる。したがって、発光時
間の長さによって、微粒子の種類を区分けすることがで
きる。
削られる場合、該微粒子は上方から水平に削られていく
と推定され、粒子径が大きい場合（粒子径ｄ２）には発
光時間ｔ１は長くなり、粒子径が小さい場合（粒子径ｄ
１）には発光時間ｔ１は短くなり、このときの発光時間
ｔ１，ｔ２は各微粒子の粒子径ｄ１，ｄ２とほぼ線形関
係にあると推測することができる。したがって、発光時
間の長さによって、微粒子の種類を区分けすることがで
きる。
【００２９】また、同一微粒子に含まれる異なる元素
（元素ｐ，元素ｑ）については、図５（ｂ）に示すよう
に発光線の発光時間はともにｔ０となり、未知試料中に
複数種類の微粒子が含まれている場合には、同じ長さの
発光時間を有する元素は、同種の微粒子に含まれるもの
であると判定することができる。なお、発光時間は、発
光線の半値幅あるいは２／３強度ピーク幅などを用いて
定めることができる（ステップＳ１４）。
（元素ｐ，元素ｑ）については、図５（ｂ）に示すよう
に発光線の発光時間はともにｔ０となり、未知試料中に
複数種類の微粒子が含まれている場合には、同じ長さの
発光時間を有する元素は、同種の微粒子に含まれるもの
であると判定することができる。なお、発光時間は、発
光線の半値幅あるいは２／３強度ピーク幅などを用いて
定めることができる（ステップＳ１４）。
【００３０】ステップＳ１３で選択した各元素につい
て、発光線の半値幅あるいは２／３強度ピーク幅などか
ら発光時間を求め、この発光時間の長さによって元素を
グループ分けする。図６及び図７は、図４に示す各元素
（元素ａ〜元素ｊ）の発光線から選択した元素ｂ，ｃ，
ｆ，ｈ，ｊを、発光時間の長さで２つのグループ１及び
グループ２に区分けした図であり、図６に示すグループ
１は元素ｂと元素ｈを含み、図７に示すグループ２は元
素ｃと元素ｆと元素ｊを含む。
て、発光線の半値幅あるいは２／３強度ピーク幅などか
ら発光時間を求め、この発光時間の長さによって元素を
グループ分けする。図６及び図７は、図４に示す各元素
（元素ａ〜元素ｊ）の発光線から選択した元素ｂ，ｃ，
ｆ，ｈ，ｊを、発光時間の長さで２つのグループ１及び
グループ２に区分けした図であり、図６に示すグループ
１は元素ｂと元素ｈを含み、図７に示すグループ２は元
素ｃと元素ｆと元素ｊを含む。
【００３１】グループ１に区分けした元素ｂ及び元素ｈ
は同一種の微粒子を構成する元素であり、また、グルー
プ２に区分けした元素ｃ、元素ｆ、及び元素ｊは、前記
種類と異なる種類の微粒子を構成する元素であると、定
めることができる（ステップＳ１５）。
は同一種の微粒子を構成する元素であり、また、グルー
プ２に区分けした元素ｃ、元素ｆ、及び元素ｊは、前記
種類と異なる種類の微粒子を構成する元素であると、定
めることができる（ステップＳ１５）。
【００３２】次に、ステップＳ１６〜ステップＳ１９に
よって、発光線の発光強度から未知試料に含まれる各元
素の重量濃度比を求める。平面状に分散し露出している
状態では、微粒子はほぼ球面と仮定することができる。
グロー放電におけるスパッタリングでは、微粒子の表面
積ではなく、水平断面の面積に比例した発光量が検出さ
れる。したがって、発光強度を積算した値は各元素の重
量濃度に対応した値を表すことになる。
よって、発光線の発光強度から未知試料に含まれる各元
素の重量濃度比を求める。平面状に分散し露出している
状態では、微粒子はほぼ球面と仮定することができる。
グロー放電におけるスパッタリングでは、微粒子の表面
積ではなく、水平断面の面積に比例した発光量が検出さ
れる。したがって、発光強度を積算した値は各元素の重
量濃度に対応した値を表すことになる。
【００３３】また、発光線において、放電開始時はやや
感度が低く、その後最大となって再び減衰する。これ
は、微粒子の水平断面積に依存しているためと推定され
る。したがって、発光の最大強度時の発光強度は、表面
積ではなく、微粒子の最大断面積に対応することにな
り、最大強度は試料の上方から眺めたときの微粒子の投
影面積率に比例した強度となる。したがって、発光強度
についても各元素の重量濃度を表す値として用いること
ができる。
感度が低く、その後最大となって再び減衰する。これ
は、微粒子の水平断面積に依存しているためと推定され
る。したがって、発光の最大強度時の発光強度は、表面
積ではなく、微粒子の最大断面積に対応することにな
り、最大強度は試料の上方から眺めたときの微粒子の投
影面積率に比例した強度となる。したがって、発光強度
についても各元素の重量濃度を表す値として用いること
ができる。
【００３４】そこで、未知試料の各元素の発光線と標準
試料の各元素の発光線を用いて、未知試料の最大強度Ｉ
unk 及び標準試料の最大強度Ｉstd 、あるいは未知試料
の発光強度積算値Ｓunk 及び標準試料の発光強度積算値
Ｓstd を求める。なお、図８（ａ）は未知試料の最大強
度Ｉunk を示し、図８（ｂ）は微粒子標準試料の最大強
度Ｉstd を示し、図８（ｃ）はバルク標準試料の最大強
度Ｉstd を示し、また、９（ａ）は未知試料の発光強度
積算値Ｓunk を示し、図９（ｂ）は微粒子標準試料の発
光強度積算値Ｓstd を示し、図９（ｃ）はバルク標準試
料の発光強度積算値Ｓstd を示している。
試料の各元素の発光線を用いて、未知試料の最大強度Ｉ
unk 及び標準試料の最大強度Ｉstd 、あるいは未知試料
の発光強度積算値Ｓunk 及び標準試料の発光強度積算値
Ｓstd を求める。なお、図８（ａ）は未知試料の最大強
度Ｉunk を示し、図８（ｂ）は微粒子標準試料の最大強
度Ｉstd を示し、図８（ｃ）はバルク標準試料の最大強
度Ｉstd を示し、また、９（ａ）は未知試料の発光強度
積算値Ｓunk を示し、図９（ｂ）は微粒子標準試料の発
光強度積算値Ｓstd を示し、図９（ｃ）はバルク標準試
料の発光強度積算値Ｓstd を示している。
【００３５】なお、図９において、発光強度積算値は、
発光線の継続時間Ｔ0 内における発光強度を積算した値
であり、この発光線の継続時間Ｔ0 は、発光線が発光を
開始してから発光が終了するまでの時間であり、発光の
終了は発光線強度が所定値以下に低下することによって
定めることができる。図中の斜線部分は発光強度積算を
表している（ステップＳ１６，１７）。
発光線の継続時間Ｔ0 内における発光強度を積算した値
であり、この発光線の継続時間Ｔ0 は、発光線が発光を
開始してから発光が終了するまでの時間であり、発光の
終了は発光線強度が所定値以下に低下することによって
定めることができる。図中の斜線部分は発光強度積算を
表している（ステップＳ１６，１７）。
【００３６】以下、発光線の発光強度として最大強度を
用いた例について説明する。ここで、未知試料の元素
ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊの各最大強度をそれぞれＩunkb，Ｉ
unkc，Ｉunkf，Ｉunkh，Ｉunkjとし、標準試料の元素
ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊの各最大強度をそれぞれＩstdb，Ｉ
stdc，Ｉstdf，Ｉstdh，Ｉstdjとする。
用いた例について説明する。ここで、未知試料の元素
ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊの各最大強度をそれぞれＩunkb，Ｉ
unkc，Ｉunkf，Ｉunkh，Ｉunkjとし、標準試料の元素
ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊの各最大強度をそれぞれＩstdb，Ｉ
stdc，Ｉstdf，Ｉstdh，Ｉstdjとする。
【００３７】未知試料の各元素の組成値は、各元素の重
量濃度比により求めることができるため、ステップＳ１
８、１９において重量濃度比を求める。この重量濃度比
は、前記ステップＳ１６、１７で求めた各元素毎の発光
強度の強度比に、標準試料の各元素の重量濃度を乗ずる
ことによって求めることができる。
量濃度比により求めることができるため、ステップＳ１
８、１９において重量濃度比を求める。この重量濃度比
は、前記ステップＳ１６、１７で求めた各元素毎の発光
強度の強度比に、標準試料の各元素の重量濃度を乗ずる
ことによって求めることができる。
【００３８】ここで、標準試料中の元素ｂ，ｃ，ｆ，
ｈ，ｊの重量濃度をそれぞれＰb ，Ｐc ，Ｐf ，Ｐh ，
Ｐj とし、未知試料の元素ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊの重量濃
度比をそれぞれＫb ，Ｋc ，Ｋf ，Ｋh ，Ｋj とする
と、未知試料の重量濃度比は Ｋb＝（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb／１００ …（１） Ｋc＝（Ｉunkc／Ｉstdc）×Ｐc／１００ …（２） Ｋf＝（Ｉunkf／Ｉstdf）×Ｐf／１００ …（３） Ｋh＝（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh／１００ …（４） Ｋj＝（Ｉunkj／Ｉstdj）×Ｐj／１００ …（５） で表される。
ｈ，ｊの重量濃度をそれぞれＰb ，Ｐc ，Ｐf ，Ｐh ，
Ｐj とし、未知試料の元素ｂ，ｃ，ｆ，ｈ，ｊの重量濃
度比をそれぞれＫb ，Ｋc ，Ｋf ，Ｋh ，Ｋj とする
と、未知試料の重量濃度比は Ｋb＝（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb／１００ …（１） Ｋc＝（Ｉunkc／Ｉstdc）×Ｐc／１００ …（２） Ｋf＝（Ｉunkf／Ｉstdf）×Ｐf／１００ …（３） Ｋh＝（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh／１００ …（４） Ｋj＝（Ｉunkj／Ｉstdj）×Ｐj／１００ …（５） で表される。
【００３９】ここで、標準試料に微粒子試料が含まれる
場合は、たとえば、元素ｆの標準試料が微粒子のとき
は、微粒子の占有面積率をθf とすると、 Ｋf＝（Ｉunkf／Ｉstdf）×Ｐf／１００×θf …（３’） 未知試料は１種類の微粒子の場合には、上記式で求めた
重量濃度比を１００％に規格化した値が、微粒子に含ま
れる元素の組成を表すことになる（ステップＳ１８，１
９）。
場合は、たとえば、元素ｆの標準試料が微粒子のとき
は、微粒子の占有面積率をθf とすると、 Ｋf＝（Ｉunkf／Ｉstdf）×Ｐf／１００×θf …（３’） 未知試料は１種類の微粒子の場合には、上記式で求めた
重量濃度比を１００％に規格化した値が、微粒子に含ま
れる元素の組成を表すことになる（ステップＳ１８，１
９）。
【００４０】未知試料が複数種類の微粒子を含む場合に
は、ステップＳ１６〜１９で求めた重量濃度比を、前記
ステップＳ１４，１５で求めたグループに区分けし、各
グループ毎に重量濃度比を求めることによって、各微粒
子の種類毎に組成値を定めることができる。
は、ステップＳ１６〜１９で求めた重量濃度比を、前記
ステップＳ１４，１５で求めたグループに区分けし、各
グループ毎に重量濃度比を求めることによって、各微粒
子の種類毎に組成値を定めることができる。
【００４１】そこで、各グループ毎に元素の重量濃度比
を規格化し、各グループ毎の元素濃度を求める。
を規格化し、各グループ毎の元素濃度を求める。
【００４２】前記したグループ１，２に区分けする例で
は、グループ１の元素ｂの濃度、及び元素ｈの濃度をそ
れぞれＣb ，Ｃh とすると、 Ｃb＝〔（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb〕 ／［〔（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb〕＋〔（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh〕］×１００ ＝Ｋb／（Ｋb＋Ｋh）×１００ …（６） Ｃh＝〔（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh〕 ／［〔（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb〕＋〔（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh〕］×１００ ＝Ｋh／（Ｋb＋Ｋh）×１００ …（７） により表すことができる。
は、グループ１の元素ｂの濃度、及び元素ｈの濃度をそ
れぞれＣb ，Ｃh とすると、 Ｃb＝〔（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb〕 ／［〔（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb〕＋〔（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh〕］×１００ ＝Ｋb／（Ｋb＋Ｋh）×１００ …（６） Ｃh＝〔（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh〕 ／［〔（Ｉunkb／Ｉstdb）×Ｐb〕＋〔（Ｉunkh／Ｉstdh）×Ｐh〕］×１００ ＝Ｋh／（Ｋb＋Ｋh）×１００ …（７） により表すことができる。
【００４３】また、グループ２の元素ｃの濃度、元素ｆ
の濃度、及び元素ｊの濃度をそれぞれＣc ，Ｃf ，Ｃj
とすると、 Ｃc＝Ｋc／（Ｋc＋Ｋf＋Ｋj）×１００ …（８） Ｃf＝Ｋf／（Ｋc＋Ｋf＋Ｋj）×１００ …（９） Ｃj＝Ｋj／（Ｋc＋Ｋf＋Ｋj）×１００ …（10） により表すことができる（ステップＳ２１，２２）。
の濃度、及び元素ｊの濃度をそれぞれＣc ，Ｃf ，Ｃj
とすると、 Ｃc＝Ｋc／（Ｋc＋Ｋf＋Ｋj）×１００ …（８） Ｃf＝Ｋf／（Ｋc＋Ｋf＋Ｋj）×１００ …（９） Ｃj＝Ｋj／（Ｋc＋Ｋf＋Ｋj）×１００ …（10） により表すことができる（ステップＳ２１，２２）。
【００４４】したがって、一方の微粒子は、含有元素が
ｂ，及びｈで、その組成は濃度Ｃb，Ｃh で定まる。ま
た、他方の微粒子は、含有元素がｃ，ｆ，及びｊで、そ
の組成は濃度Ｃc ，Ｃf，Ｃj で定まる。また、Ｑ1＝Ｋ
b＋Ｋhは微粒子１の占有面積率を示し、Ｑ2＝Ｋc＋Ｋf
＋Ｋjは微粒子２の占有面積率を示すことになる。発光
強度積算値を用いる場合において、標準試料にバルク試
料を用いる場合には同じ計算式を用い、微粒子標準試料
が含まれる場合には、面積率を体積率に置き換えるため
に、θの代わりにθ’＝２θ／３を用いる。
ｂ，及びｈで、その組成は濃度Ｃb，Ｃh で定まる。ま
た、他方の微粒子は、含有元素がｃ，ｆ，及びｊで、そ
の組成は濃度Ｃc ，Ｃf，Ｃj で定まる。また、Ｑ1＝Ｋ
b＋Ｋhは微粒子１の占有面積率を示し、Ｑ2＝Ｋc＋Ｋf
＋Ｋjは微粒子２の占有面積率を示すことになる。発光
強度積算値を用いる場合において、標準試料にバルク試
料を用いる場合には同じ計算式を用い、微粒子標準試料
が含まれる場合には、面積率を体積率に置き換えるため
に、θの代わりにθ’＝２θ／３を用いる。
【００４５】なお、前記態様例では、未知試料に含まれ
る微粒子が２種類の場合について示しているが、３種類
以上の場合についても同様に行うことができる。
る微粒子が２種類の場合について示しているが、３種類
以上の場合についても同様に行うことができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のグロー放
電発光分析による微粒子測定方法によれば、微粒子の粒
子径と粒子量とを同時に測定することができ、また、測
定時間を短縮することができる。
電発光分析による微粒子測定方法によれば、微粒子の粒
子径と粒子量とを同時に測定することができ、また、測
定時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微粒子測定の概略の手順を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
【図２】本発明の微粒子測定方法を適用することができ
るグロー放電発光分析装置の一構成例を示すブロック図
である。
るグロー放電発光分析装置の一構成例を示すブロック図
である。
【図３】本発明の微粒子測定方法の詳細な測定手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図４】未知試料について各元素の発光強度の時間変化
を模式的に示す図である。
を模式的に示す図である。
【図５】グロー放電発光分析による発光線を模式的に表
した図である。
した図である。
【図６】グループ分けした発光線を示す図である。
【図７】グループ分けした発光線を示す図である。
【図８】発光線の発光強度を最大強度から求める図であ
る。
る。
【図９】発光線の発光強度を発光強度積算値から求める
図である。
図である。
１…グロー放電発光分析装置、２…分光器、３…放電電
極、４…高周波電源、５…整合器、６…高周波プラズ
マ、Ｓ…試料。
極、４…高周波電源、５…整合器、６…高周波プラズ
マ、Ｓ…試料。
Claims (1)
- 【請求項１】 平面状に分散した微粒子に対するグロー
放電発光分析によって特定元素の発光線を検出し、微粒
子に含まれる特定元素の発光線データから、微粒子の含
有元素及び組成値を求める、グロー放電発光分析による
微粒子測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094736A JPH11295222A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | グロー放電発光分析による微粒子測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10094736A JPH11295222A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | グロー放電発光分析による微粒子測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295222A true JPH11295222A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14118410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10094736A Withdrawn JPH11295222A (ja) | 1998-04-07 | 1998-04-07 | グロー放電発光分析による微粒子測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11295222A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003078985A1 (fr) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'identification de metal et procede d'identification de metal |
| JP2009293985A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Nippon Steel Corp | グロー放電発光分析における定量化のための標準試料及びこれを用いたグロー放電発光分析法 |
-
1998
- 1998-04-07 JP JP10094736A patent/JPH11295222A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003078985A1 (fr) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'identification de metal et procede d'identification de metal |
| JP2009293985A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Nippon Steel Corp | グロー放電発光分析における定量化のための標準試料及びこれを用いたグロー放電発光分析法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |