JPS6040942A - 水熱反応用ｘ線回折アタツチメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、水熱条件下にある結晶性物質のＸ線回折バ
クーンを得るために用いられるＸ線回折゛アタッチメン
トに関する。

ある釉の結晶性物質は、室温条件下と水熱条件下とでは
異なっπ結晶構造をもつことが知らｎている。したがっ
て、このような物質の水熱条件下における結晶構造を知
るためには、水熱条件下でＸ線回折バクーンを得ること
が必要となるが、従来のＸ線回折計では水熱条件下でＸ
線回折ケ行うことは不１」能であった。

この発明の目的は１通常のＸ線回折計に取付けることに
より、水熱条件下でＸ線回折バクーンを容易に得ること
ができる水熱反応用Ｘ線回折アタッチメントを提供する
ことを目的としている。

つぎＫこの発明の一実施例について図面を参照して説明
する。第１図において符号１はＸ線照射用セル部、２は
ホ熱反応用オートクレータ部をそれぞ扛示し、セル部１
の下端に設けた接続部３の下方ＫＸ線回折計のゴニオメ
ータ部（図示せず）が接続さｎる工うになっている。

セル部１は、可撓性フィルム（たとえば厚さ２０〜４０
ミクロンのテフロン薄膜）からなる窓材４をはさんで加
圧室５に隣接する試料室６と、この試料室６内に光填さ
ｎ’ｔｔ試料乞所足の温度に保持する加熱器７と、加圧
室５と外部とを区画し、外部からのＸ線が試料室６に向
けて透過するのを許容する窓材８とを有する。この窓材
８は、好１しくは。

Ｘ線透過性と強度にすぐｔ″ＬｋＬｋ焼結　ＩＪウムシ
リンダからなる。すなわちセル部１は、試料室６を有す
る内部セルと、圧力室５ケ有する外部セルとからなる二
重構造の耐圧容器を構成している。１に押え板９は、板
の試料字側の平面がＸ線反射面になるように設計さ扛て
おｌ）窓材４の外側（加圧室側）で試料室６の怒を開閉
するように上下動可能である。窓を閉じた状態で上部の
オートクレーブエリ試料を試料室６に送入して、試料が
押え板に密着した状態に光填さｎるように操作する。そ
ｔ’１．に工って試料の加圧室側の曲を常に正しくＸ線
を反射する位置ににめる重要な働きを有している。測足
時にはＸ線の入射を妨けないｋめに上へ引き上げる。

１にオートクレーブ部２は、ヒータ１０を備えた加熱炉
１１と、この加熱炉１１内に収容さ庇π７１＜熱反応専
用のオートクレーブ１２と’ａ？！し、このオートクレ
ーブ１２には外部から操作門徒なパルプＶＯお工び撹拌
機１３が設けらｎている。試料は、オートクレーブ１２
内における加圧、加熱条件下で水熱反応し、Ｘ線測足時
にパルプ■０お工び■１を経て試料室６に送り込′！Ｆ
ｎる。この試料はフィルタ１４で濾過さ扛ることで試料
室６内に圧密光項さｎ、フィルタ１４に：通過した液体
はパルプＶ３Ｙ経て気液セパレータ１５に送られ。

液体はパルプｖ４？：経て排出され、気体はつぎの％　
’１にセパレーク１６に送られたのち、気体はノくルグ
Ｖ１０？：、’Ｆ′ｒｃ液体はＶ１１＆それぞれ弁して
外部に排出さ扛る工うになっている。

−力、不活性ガス（この例ではヘリラムノが）（ルグＶ
５Ｙ経てオートクレーブ１２内に供給さ扛。

１にパルプ■６お工び予熱器１７ケ経てセル部１の加圧
室５円に供給さｆＬる工うにたつ“Ｃいる。加圧室５の
内部は、抵抗管１８と）くルプＶ７ｔ＊はＶ８Ｙブヤし
て気液セパレータ１５に接続さ扛ており、またパルプ１
９をブｒして外部に開放できるようになっている。

実際のＸ線測足の操作工程は、１．ｔｉ応ススタート２
、試料室と加圧室の圧力調整、３．試料導入、４．試料
水切り、５．テフロン膜露出、６．テフロン膜押えつけ
、７．Ｘ線照射、８．内部セル取外し　９．　、（ルグ
ｖｏ、ｖｉの経路の洗浄の各工程からなる。名工程にお
けるパルプ■口〜Ｖ１３の開閉状態を第１表に示す。な
お押え板９は、テフロン膜露出の工程で引上げら扛る。

（１１反応スタードラ ヘリウムガスで加圧されたオートクレーブ１２内で試料
は加熱され水熱反応を行う。

（２，圧力調整） パルプＶ３　、Ｖ６　、ＶＯを開き、試料篩６と加圧室
５の圧力をオートクレーブ内圧と等しくする。

（３，試料導入） パルプｖｏ　、ｖｉが開か扛、オートクレーブ１２内の
試料が試料室６内に導入さ扛、前述の工うｆ圧密光填さ
扛る。

（４，試料水切リノ パルプＶＯが閉じ１代ＩＪにパルプｖ２が開くことにエ
リ、オートクレーブ１２内の飽和水蒸気ケ含むヘリウム
カスが試料Ｗ６ｆＪ！：通して流扛、こ扛によって試料
室６内の試料の水切りがなさｎる。

（５，テフロン膜露出） この段階でパルプＶ４Ｙとじ押え板９が引上げら扛、テ
フロン膜の窓材４が霧出する。

（６，テフロン換弁えつけラ パルプＶ２が閉じ、パルプＶ７　、Ｖｌ　０が開きヘリ
ウムガスを流すと抵抗管１８の効果によって加圧室５内
の圧力が試料室６内の圧力エリや＼上昇し、テフロン膜
の窓材４が試料室６円の試料に押しつけられ、試料をゴ
ニオメータの回転中心に保持する。

（７，Ｘ線朋射〕 上記の状態の１１でＸ線照射を行う。

（８内部セル取外しツ バ＋７’ＶＤ、Ｖ２．Ｖ６．Ｖ１２．Ｖ？３以外のパル
プをすべて開き、内部セルケ取外し、フィルタ１４を外
す。

（９，ＶＯ，Ｖｌの経路の洗浄ノ パルプＶ１２＆開き、パルプＶ１２％−通して供給さｒ
しる洗浄水でパルプｖｇ、ｖ１の経路馨洗浄し、その後
パルプＶ１２とＶｌ４閉める。

再度のＸ線測定が必賛な場合には、再び内部セルな取付
け、（２，圧力調整）以下の工程？繰返す。

Ｉｆｃ短時間の反応実験の場合には、最初から試料室６
内に試料を光填し、ここで加圧、　ＪＪＯ熱することに
よって水熱反応な行わせたのちＸ線測定することが可能
であり、この場合にはオートクレーブ部２は不要になる
。

第２図は、第１図に示したこの発明のＸ線回折アタッチ
メントを用いて得られた。ワイラカイト（ＣａＡ１２Ｓ
ｉ４０１２”２Ｈ２０）の水熱処理過程における４００
，０４０．００４の温度上昇にともなう回折パターンの
変化を示している。この図から、両温条件では明瞭に単
剰晶形であり、三重線の分離は良好であるが、１４０℃
を越える付近から分離が悲くなり、２００℃以上では１
本の鋭いピークとなり１等軸晶糸に転移したと判断され
る。

冷却過程でも同様の状態を経過し、室温では再び加熱前
の状態に戻る。この反応は、速くそして可逆旧であり、
変移型転移反応の特徴を示す。

以上のようにこの発明に工れば、ホ熱条件の１１で結晶
物質を水から分離し、飽和水蒸気の雰囲気中でＸ線測定
を行う操作を容易に実現できるので、ホ熱条件下での結
晶性物置の状態をその１＼観察することが１Ｊ能である
。使用の温度限界は。

試料室の窓材（テフロン）膜の安定性に、そして圧力限
界は、加圧室の窓材（焼結ベリリウムシリンダノの強度
にそれぞれ依存するが、２５０℃。

７０気圧程度の条件には耐えられるので、多くの水熱反
応に広く利用できる。又、２００〜３００℃、　５０　
Ｋｇ／ｃｙｎ程度の条件で使用さ扛る原子炉の冷却水に
よる構成金属材表面のクラッド発生の状態を観察するた
めの手段としても期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるＸ線回折アタッチメ
ントの概略的縦断面図、第２図は第１図のＸ線回折アタ
ッチメンドナ用いて得らｆ’Ｌ７ｃワイラカイトの名温
度におけるＸ線回折パターン図である。 １・・・セル部、２・・・オートクレーブ部、４・・・
窓材Ｓ、５・・・加圧室、６・・・試料室、Ｔ・・・加
熱器、８・・・窓材。 ９・・・押え板、１０・・・ピーク、１１・・・加熱炉
、１２・・・オートクレーブ、１３・・・攪拌機、１４
・・・フィルタ、ｉｓ、ｉｓ・・・気液セパレータ、１
７・・・ヘリウム予熱炉、１８・・・抵抗管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可撓性フィルムをはさんで相互に隣接する加圧室
   および試料室と、この試料室内に試料を導入する通路と
   、この通路に上記試料室の後方において設けたフィルタ
   と、上記加圧室内に加圧ガス流体な導入する手段と、上
   記加圧室と外部との間に設けられ、外部から照射さｎた
   Ｘ線を上記加圧室お工び上記可撓性フィルムを透過して
   上記試料室に導く窓材と前記可撓性フィルムの加圧室側
   に上下動可能な押え板とを備えに水熱反応用Ｘ線回折ア
   タッチメント。 ＋２１　Ｔｉ３撓性フイルムなはさんで相互に隣接する
   加圧室および試料室と、この試料室内に試料を導入する
   通路と、この通路に上記試料室の後方において設けたフ
   ィルタと、上記加圧室内に那圧ガス流体？：導入する手
   段と、上記加圧室と外部との間に設けられ、外部から照
   射され７′ＣＸ線を上記加圧室お工び上記可撓性フィル
   ムを透過して上記試料室に導く窓側と、前記可撓性フィ
   ルムの加圧室側に上下動可能な押え板と、内部に収容さ
   れた試料を水熱反応させるためのオートクレーブと、こ
   のオートクレーブ内の試料を上記試料嘗忙供給するとき
   に開かｎるバルブとを備えに水熱反応用Ｘ線回折装置。