JP3412936B2 - θ−θスキャン型X線装置 - Google Patents
θ−θスキャン型X線装置Info
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Description
その試料で反射、回折又は散乱するX線を検出してその
試料の特性を判定するX線装置に関する。特に、試料に
対してX線源及びX線カウンタの両方を回転移動させる
タイプのX線装置に関する。
う分析方法は、種々の分野で広く用いられている。そし
て、この分析方法において用いられるX線装置には、X
線カメラ装置、θ−2θスキャン型X線装置、θ−θス
キャン型X線装置、その他種々の形式のものがある。こ
こでX線カメラ装置というのは、例えば、固定配置した
試料にX線を照射してその試料で回折したX線でX線フ
ィルムを露光してそのX線フィルム上に試料の特性に対
応したX線回折像を得るようにした装置である。
のは、例えば、試料を一定の角速度で連続的又は間欠的
に回転(いわゆる、θ回転)させ、同時にX線カウンタ
を試料を中心として上記θ回転の2倍の角速度でθ回転
と同じ方向へ回転(いわゆる、2θ回転)させながら、
試料にX線を照射し、その試料で反射、回折又は散乱す
るX線をX線カウンタによって検出してX線強度を演算
するようにした装置である。このθ−2θスキャン型X
線装置では、通常、X線源は位置不動に固定設置され
る。
は、例えば、試料を位置不動に固定配置し、X線源を試
料を中心として一定の角速度で連続的又は間欠的に回転
(いわゆる、X線源θ回転)させ、同時にX線カウンタ
をX線源のθ回転に等しい角速度で反対方向へ回転(い
わゆる、カウンタθ回転)させながら、X線源から放射
されるX線を試料に照射し、その試料で反射、回折又は
散乱するX線をX線カウンタによって検出してX線強度
を演算するようにした装置である。このθ−θスキャン
型X線装置では、試料をθ回転させないで済むので、動
かすことのできない試料、例えば液体等を測定対象とす
る場合に適している。
θ−θスキャン型X線装置を用いて液体試料に対してX
線反射率測定を行う場合を考える。このX線反射率測定
というのは、試料に低角度からX線を照射し、その試料
で反射するX線をX線カウンタによって検出して反射X
線の強度を測定するようにした測定方法である。ここに
いう低角度というのは、通常、試料面に対する反射角度
(θ)が1゜以下の角度範囲のことである。このX線反
射率測定では測定結果として、例えば図7に示すような
X線強度変化曲線Kが得られる。例えば、この変化曲線
Kに現れる周期Tの長さを測定することにより、液体試
料としての水の表面に形成された油膜の厚さ等を判定で
きる。
スキャン型X線装置を用いて行われる従来のX線反射率
測定においては、試料のθ回転及びX線カウンタのθ回
転に起因する振動が液体試料に伝達して液体試料の表面
が波立って、それがX線強度変化曲線Kにギザギザの振
動波形として現れ、その結果、測定精度が低下するとい
う問題があった。X線源から強度の強いX線を発生させ
ようとする場合には、回転するロータターゲットを対陰
極として用いることが多いが、この場合には、ロータタ
ーゲットの回転に起因する振動が液体試料に伝達して、
精度測定がより一層低下することが考えられる。
なされたものであって、試料に伝わる振動を軽減して、
特に液体試料に関するX線反射率測定を高精度に行うこ
とができるようにすることを目的とする。
め、本発明に係るX線装置は、試料を載せる試料支持台
と、試料支持台上の試料を中心として回転移動するX線
源と、試料支持台上の試料を中心として回転移動するX
線カウンタとを有するθ−θスキャン型X線装置におい
て、X線源及びX線カウンタを支持するゴニオフレーム
と、試料を支持する試料支持台とを床上に別個独立に設
置したことを特徴とする。ゴニオフレーム及び試料支持
台は、床に直接設置することも可能であるが、望ましく
は、ゴニオフレームと床との間及び試料支持台と床との
間の少なくとも一方に、セラミクス系複合材等といった
振動減衰部材を介在させる。このセラミクス系複合材と
しては、例えばアルミニウムを焼き固めた材料や、コン
クリート等が考えられる。
には、特別な工夫を施す必要もないが、望ましくは、そ
の床内に試料支持台を包囲するように溝を設ける。こう
すれば、試料への振動の伝達がより一層軽減できる。ま
た、その溝の中に砂、砂利、砕石又はそれらの混合物を
充填することにより、振動の伝達をさらに軽減できる。
反射率測定に適用する場合に特に有利である。液体試料
を測定対象とするX線反射率測定では、試料支持台上に
液体試料が支持され、さらに、X線源から放射されたX
線がその液体試料の液面に対して低角度方向、例えば反
射角度2θが2゜程度よりも小さくなるような角度方向
からその液体試料へ入射する。
X線源が試料を中心としてθ回転し、同時に、X線カウ
ンタが試料を中心としてX線源と反対方向にθ回転す
る。このようにX線源及びX線カウンタの両方が互いに
逆方向にθ回転する間、X線源から放射されたX線が試
料へ入射し、その試料で反射、回折又は散乱したX線が
X線カウンタによってカウントされる。試料を支持する
試料支持台は、X線源及びX線カウンタを支持するゴニ
オフレームに対して別個独立状態で床上に設置されるの
で、X線源及びX線カウンタのθ回転に起因して振動が
発生しても、その振動は試料へはほとんど伝わらない。
よって、液体試料等のような振動を嫌う試料に対して従
来方法より高精度な測定を行うことが可能となる。
装置の一実施例を示している。このX線装置は、2本の
支持脚10によって床11上に載せられたゴニオフレー
ム5と、そのゴニオフレーム5の手前側側面に取り付け
られていて試料軸線ωを中心として回転可能なX線源ア
ーム2と、同じくゴニオフレーム5の側面に取り付けら
れていて試料軸線ωを中心として回転可能なカウンタア
ーム4とを有している。試料軸線ωというのは、測定対
象となる試料の表面と一致するようにゴニオフレーム5
の側面上に仮想に設定される軸線である。
蔵したX線管1及び入射光学ユニット8が設けられる。
この入射光学ユニット8の中には、X線源Sから放射さ
れるX線の発散を制限するX線発散規制スリットや、必
要に応じて設けられるモノクロメータ等が収容される。
一方、カウンタアーム4の側面には、X線カウンタ3及
び受光光学ユニット30が設けられる。この受光光学ユ
ニット30の中には、不要な散乱X線がX線カウンタ3
に入るのを防止する受光スリット9や、必要に応じて設
けられるモノクロメータ等が収容されている。X線カウ
ンタ3は、取り込んだX線を検知して電気信号として出
力し、その出力信号は測定演算部19へ送られる。測定
演算部19は、送られた信号に基づいてX線強度を演算
する。この演算結果は、プリンタ20によってハードコ
ピーされたり、CRT21に映像として表示される。
転軸線L1を中心として高速回転するターゲット15
と、そのターゲットに対向して配置されたフィラメント
16とによって構成されている。通電によってフィラメ
ント16から発生した熱電子がターゲット15のフォー
カス領域Fに高速度で衝突することにより、そのフォー
カス領域FからX線が発生する。
転駆動装置6によって駆動されて試料軸線ωを中心とし
て回転する。また、カウンタアーム4は、θd 回転駆動
装置7によって駆動されて試料軸線ωを中心として回転
する。θs 回転駆動装置6及びθd 回転駆動装置7は、
例えば、各アーム2,4の回転中心軸に連結されるウオ
ームホイールと、そのウオームホイールに噛み合うと共
にパルスモータ又はその他のモータによって駆動されて
回転するウオームとによって構成される。
レーム用の支持脚10,10とは別個独立に支持脚12
が設置され、その支持脚12の上に試料支持台13が設
けられ、その試料支持台13の上に試料容器14が載せ
られ、そしてその試料容器14の中に測定対象である液
体試料Sa が収容される。図3に示すように、液体試料
Sa は表面張力の影響により試料容器14からわずかに
飛び出した状態となる。試料支持台13は、試料昇降駆
動装置17によって駆動されて図の上下方向へ昇降移動
できるようになっている。試料昇降駆動装置17は、例
えば、試料支持台13と一体な直線ラックと、その直線
ラックに噛み合うと共にパルスモータによって駆動され
て回転する歯車とによって構成される。
及び試料昇降駆動装置17は、ゴニオ制御部18によっ
て動作制御される。
型X線装置の動作について説明する。まず、試料昇降駆
動装置17によって試料容器14を昇降移動することに
より、液体試料Sa の表面を正確に試料軸線ωに合わせ
る。また、X線源アーム2の回転角度θs をθs =0゜
にセットし、さらにカウンタアーム4の回転角度θdを
θd =0゜にセットする。これにより、X線源アーム2
とカウンタアーム4は角度180゜、すなわち一直線状
態にセットされる。
源アーム2を間欠的又は連続的に正時計方向へ回転(い
わゆるθs 回転)させ、同時にθd 回転駆動装置7によ
ってカウンタアーム4を間欠的又は連続的に反時計方向
へ回転(いわゆるθd 回転)させる。このときの各アー
ム2,4の回転は、正確にθs =θd が維持された状態
で行われる。X線源Sがθs 回転し、同時にX線カウン
タ3がθd 回転する間、X線源Sから放射されたX線が
低角度方向から液体試料Sa へ入射する。ここにいう低
角度とは、液体試料Sa に入射させたX線をその表面で
全反射させることができる程度の角度のことであり、具
体的には図3において、X線反射角度2θが2゜程度以
下である狭い角度範囲内の角度である。
Sa の表面で反射し、その反射X線がX線カウンタ3に
よってカウントされ、さらに測定演算部19によって反
射X線の強度が演算される。この演算の結果、例えば図
7に示すような、個々のX線反射角度(2θ)に対する
反射X線強度の変化の様子がグラフとして表示される。
このグラフから液体試料Sa に関する種々の特性、例え
ば表面層の膜厚等が判定される。ところで本実施例のX
線装置では、X線管1内におけるロータターゲット15
(図2)の高速回転、X線源アーム2のθs 回転及びカ
ウンタアーム4のθd 回転等に起因してゴニオフレーム
5に振動が発生する。しかしながら本実施例では、試料
用の支持脚12がゴニオフレーム用の支持脚10とは別
個独立して床11上に設置されているので、ゴニオフレ
ーム5の振動は液体試料Sa にほとんど伝達されず、液
体試料Sa の表面がほとんど波立たない。よって、信頼
性の高い反射率測定を行うことができる。
線装置の第2実施例を示している。この実施例が図1に
示したX線装置と異なる点は、ゴニオフレーム用の支持
脚10と床11の間及び試料用の支持脚12と床11と
の間に振動減衰部材としてコンクリート22を介在させ
たことである。このコンクリートの存在により、試料S
a への振動の伝達がさらに軽減される。なお、振動減衰
部材としては、コンクリート以外の他のセラミクス系複
合材、例えばアルミニウムを焼いて固めた材料等を用い
ることができ、また、振動を軽減できるセラミクス系複
合材以外の各種材料を用いることもできる。
線装置の第3実施例を示している。この実施例が図1に
示したX線装置と異なる点は、試料支持台13を載せた
支持脚12とゴニオフレーム5を載せた支持脚10との
間の床11内に、試料支持台用の支持脚12を包囲する
ように環状の溝23を設けたことである。この環状溝2
3の存在により、試料Sa への振動の伝達がさらに軽減
される。なお、溝23は必ずしも環状に形成しなくても
良く、例えば、支持脚12を包囲する四隅部分に4個の
溝を不連続状態で設けることもできる。
る。具体的には、環状溝23の内部に砂、砂利、砕石又
はそれらの混合物24を充填したことである。この砂等
の存在により、試料Sa への振動の伝達がさらに軽減さ
れる。
明したが、本発明はそれらの実施例に限定されるもので
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。
置によれば、X線源及びX線カウンタを支持するゴニオ
フレームと、試料を載せる試料支持台とを床上に別個独
立に設置したので、X線測定の間、試料に伝わる振動が
軽減されて試料が安定に保持され、よって、極めて安定
した再現性の高い測定結果を得ることができる。特に、
液体のような振動に影響されやすいものを測定対象とし
てX線反射率測定を行う場合、すなわち低角度方向から
試料にX線を照射する場合には、測定結果に関する信頼
性及び再現性が著しく向上する。
ン型X線装置によれば、ゴニオメータからの試料へ伝わ
る振動をより一層軽減できる。
施例の機械的構成及び電気制御系の両方を示す図であ
る。
を示す斜視図である。
ある。
実施例を示す正面図である。
実施例を示す正面図である。
実施例を示す正面図である。
試料に関するX線反射率測定の結果を示すグラフであ
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 試料を載せる試料支持台と、試料支持台
上の試料を中心として回転移動するX線源と、試料支持
台上の試料を中心として回転移動するX線カウンタとを
有するθ−θスキャン型X線装置において、 X線源及びX線カウンタを支持するゴニオフレームと、
上記試料支持台とを床上に別個独立に設置したことを特
徴とするθ−θスキャン型X線装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のθ−θスキャン型X線装
置において、床とゴニオフレームとの間及び床と試料支
持台との間の少なくとも一方に振動減衰部材を介在させ
たことを特徴とするとするθ−θスキャン型X線装置。 - 【請求項3】 請求項2記載のθ−θスキャン型X線装
置において、振動減衰部材はセラミクス系複合材である
ことを特徴とするとするθ−θスキャン型X線装置。 - 【請求項4】 請求項1記載のθ−θスキャン型X線装
置において、上記床内に試料支持台を包囲するように溝
を設けたことを特徴とするθ−θスキャン型X線装置。 - 【請求項5】 請求項4記載のθ−θスキャン型X線装
置において、溝内に砂、砂利、砕石又はそれらの混合物
を充填したことを特徴とするθ−θスキャン型X線装
置。 - 【請求項6】 請求項1記載のθ−θスキャン型X線装
置において、試料支持台上に液体試料が支持され、さら
に、X線源から放射されたX線がその液体試料へその液
体試料の液面に対して低角度方向からも入射することを
特徴とするθ−θスキャン型X線装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31403594A JP3412936B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | θ−θスキャン型X線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31403594A JP3412936B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | θ−θスキャン型X線装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145917A JPH08145917A (ja) | 1996-06-07 |
| JP3412936B2 true JP3412936B2 (ja) | 2003-06-03 |
Family
ID=18048435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31403594A Expired - Fee Related JP3412936B2 (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | θ−θスキャン型X線装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3412936B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4502097B2 (ja) * | 2000-10-31 | 2010-07-14 | 株式会社島津製作所 | X線回折装置 |
| CN108956649A (zh) * | 2018-10-09 | 2018-12-07 | 北京环境特性研究所 | 双圆弧支臂剪叉式反射率测量装置 |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP31403594A patent/JP3412936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08145917A (ja) | 1996-06-07 |
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