JP3553362B2 - X-ray analyzer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極点図形を得るためのX線分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
多結晶集合体の各結晶粒は、通常その隣接結晶粒の配向と異なった配向をもっている。この各結晶粒の配向はX線回折装置により測定され、各結晶粒の配向の様子を表したのが極点図形である。図1はその極点図形の一例を示したものである。
【0003】
図1に示した極点図形の中心部はSchulzによる反射法(Schulz法)によって求められ、その周辺部はDecker,Asp,Harkerらによる透過法(Decker−Asp−Harker法)によって求められる。
【発明が解決しようとする課題】
前記反射法は発散X線束を用いた光学系であり、一方、前記透過法は平行X線束を用いた光学系である。この2つの方法を併用すると光学系が異なるので、1つの極点図形の測定の途中で測定を中断し、前記発散X線束スリットを平行X線束スリットに交換しなければならない。また、反射法による分析の際には、前記発散X線束スリットと試料間に長さ制限スリットを配置しなければならない。このようなスリットの交換作業は、オペレーターにとって非常に煩わしい作業である。
【0004】
本発明はこのような点に鑑みて成されたもので、その目的は、無人で連続的に極点図形を得ることができるX線分析装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する本発明のX線分析装置は、試料にX線を照射するためのX線源と、前記試料からの回折X線を検出するX線検出器と、前記X線源と試料間に配置された第1のスリットと、前記試料とX線検出器の間に配置された第2のスリットと、前記第1のスリットと第2のスリットのスリット幅を制御するスリット幅制御手段と、第3のスリットと、該第3のスリットを前記第1のスリットと試料間に配置及びその位置から退避させる第3スリット制御手段と、前記試料を載置する試料台と、反射法と透過法で試料を分析するために、前記試料台の位置を制御する試料制御手段と、前記X線検出器の出力に基づいて試料の極点図形を作成する極点図形作成手段を備えたX線分析装置であって、前記スリット幅制御手段は、前記試料の分析法に応じて前記第1のスリットと第2のスリットのスリット幅を制御し、前記第3スリット制御手段は、前記試料を反射法で分析するときは前記第3のスリットを前記第1のスリットと試料間に配置する一方、前記試料を透過法で分析するときは前記第3のスリットをその位置から退避させることを特徴とする。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【0007】
図2及び図3は、本発明のX線分析装置を説明するために示した図であり、図2は試料を反射法により分析する場合を、そして、図3は試料を透過法により分析する場合を示した図である。図2及び図3に示す各構成は、いずれもX線分析装置の試料室内に配置されている。
図2、図3において、1は試料室壁に取り付けられたX線源であり、2は試料である。X線源1と試料2間には第1のスリット3が配置されており、また、試料からの回折X線を検出するX線検出器4と前記試料2間には第2のスリット5が配置されている。前記X線検出器4は試料室壁に取り付けられており、図示しないが前記第1のスリット3と第2のスリット5はベース6に取り付けられている。
【0008】
前記試料2は試料台7上に置かれており、そして、この試料台7は、試料台7の中心を通り試料面に垂直な軸Bを中心として回転可能な回転台8上に置かれている。回転台8の回転は、回転台回転手段9により行われる。
【0009】
前記回転台8は傾斜ステージ10上に置かれており、傾斜ステージ10は、傾斜軸Aを中心として傾斜可能に回転ステージ11に取り付けられている。傾斜ステージ10の傾斜は傾斜手段12により行われる。前記回転ステージ11はZ軸を中心として回転可能であり、回転ステージ11の回転は回転ステージ回転手段13により行われる。なお、回転ステージ11は前記ベース6に取り付けられている。
【0010】
14は、長さ制限スリットである第3のスリットである。この第3のスリット14は前記回転ステージ11に取り付けられており、第3のスリット14は、反射法による分析の際には前記第1のスリット3と試料2間に配置される。
【0011】
15はスリット幅制御手段であり、スリット幅制御手段15は、前記第1のスリット3のスリット幅d1と前記第2のスリット5のスリット幅d2を制御する。また、16は極点図形作成手段であり、極点図形作成手段16は、前記X線検出器4の出力に基づいて図1に示したような極点図形を作成する。
【0012】
以上、図2と図3に示した装置の構成を説明したが、前記構成7〜12により試料制御手段が構成され、また、前記回転ステージ11と回転ステージ回転手段13により第3スリット制御手段が構成される。また、図示していないが、前記回転台回転手段9、傾斜手段12、回転ステージ回転手段13及びスリット幅制御手段15は、それぞれ図示しない中央制御装置(CPU)により制御される。
【0013】
次に、このような構成の装置の動作を説明する。
【0014】
まず、図2を用いて、試料を反射法により分析する場合について説明する。
【0015】
図2に示すように、反射法による光学系は、2θを回折角として、入射角と回折角がそれぞれθになっている等角度反射の光学系である。また、この反射法による光学系は、第1のスリット3と第3のスリット14を通過したX線を試料2に照射し、第2のスリット5を通過した回折X線をX線検出器4で検出する光学系である。
【0016】
このような光学系において、前記スリット幅制御手段15は、前記第1のスリット3が発散X線幅スリットとなるようにスリット幅d1を調整する。また、スリット幅制御手段15は、前記第2のスリット幅d2を最適なスリット幅に調整する。
【0017】
このようなスリット幅の調整が終わると、試料にX線が照射される。そして、前記傾斜手段12は、前記B軸が入射X線と回折X線で決まる平面上にあるときをα=90゜と定義する時、αが90゜から例えば30゜になるように、前記傾斜ステージ10を時計回りに所定角度づつ回転させる。この時、前記回転台回転手段9は、前記傾斜ステージ10の所定角度の回転が行われる毎に前記回転台8を360゜回転させる。
【0018】
前述したように、試料上の各結晶粒はいろんな方向を向いているが、このような試料面内のA軸を中心とするα回転と、試料面法線B軸を中心とするβ回転が行われたときに、結晶粒が回折条件を満足する位置に来ると、その結晶粒からの回折X線は前記X線検出器4に検出される。試料の中には、各結晶粒がある特定の方向を向いているものがあるが、そのような場合には、ある位置において多くの回折X線が検出される。前記極点図形作成手段16は、X線検出器4の出力に基づき、極の密度に比例した数値を極点図形のそれに対応した位置に対して与える。
【0019】
以上、図2を用いて反射法による試料分析について説明したが、上述したように、前記傾斜ステージ10の回転をα=30゜までとしたのは、それ以上回転させると試料台7の枠が回折X線をさえぎるためである。この残りの角度0゜〜30゜についての測定は、以下に説明する透過法により行われる。
【0020】
次に、図3を用いて透過法による試料分析について説明する。
【0021】
透過法により試料を分析する場合、前記回転ステージ回転手段13は、前記回転ステージ11を図2の状態から時計回りに90゜回転させる。この回転ステージ11の回転により、前記第3のスリット14は、前記第1のスリット3と試料2間から退避される。また、この回転ステージ11の回転の際、前記回転台回転手段9は、前記回転台8を時計回りに90゜回転させる。この回転台8の回転により、反射法でβ=0゜の試料位置が透過法でもβ=0゜と同じになる。
【0022】
上述した回転ステージ11の回転により、光学系は図3に示すような透過法による光学系となり、この透過法による光学系は、第1のスリット3を通過したX線を試料2に照射し、試料を透過して第2のスリット5を通過した回折X線をX線検出器4で検出する光学系である。
このような光学系において、前記スリット幅制御手段15は、前記第1のスリット3が平行X線幅スリットとなるようにスリット幅d1を調整する。また、スリット幅制御手段15は、前記第2のスリット幅d2を最適なスリット幅に調整する。
【0023】
このようなスリット幅の調整が終わると、試料にX線が照射される。そして、前記傾斜手段12は、入射X線と回折X線が試料面に対称になる試料位置をα=90゜と定義する時、αが30゜から0゜になるように、前記傾斜ステージ10を所定角度づつ回転させる。この時、前記回転台回転手段9は、前記傾斜ステージ10の所定角度の回転が行われる毎に前記回転台8を360゜回転させる。
【0024】
このような試料面内のA軸を中心とするα回転と、試料面法線B軸を中心とするβ回転が行われたときに、結晶粒が回折条件を満足する位置に来ると、その結晶粒からの回折X線は前記X線検出器4に検出される。前記極点図形作成手段16は、X線検出器4の出力に基づき、極の密度に比例した数値を極点図形のそれに対応した位置に対して与えており、極点図形作成手段16は、前記反射法による分析と透過法による分析の結果を、図1に示したような極点図形として表す。
【0025】
以上、図2と図3を用いて本発明のX線分析装置について説明したが、このようなX線分析装置においては、第1と第2のスリットのスリット幅が分析法に応じて自動的に制御され、また、第3のスリットは透過法の際には自動的に退避されるので、無人で連続的に極点図形を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】極点図形の一例を示した図である。
【図2】本発明のX線分析装置を説明するために示した図であり、反射法による試料分析を説明するために示した図である。
【図3】本発明のX線分析装置を説明するために示した図であり、透過法による試料分析を説明するために示した図である。
【符号の説明】
1…X線源、2…試料、3…第1のスリット、4…X線検出器、5…第2のスリット、6…ベース、7…試料台、8…回転台、9…回転台回転手段、10…傾斜ステージ、11…回転ステージ、12…傾斜手段、13…回転ステージ回転手段、14…第3のスリット、15…スリット幅制御手段、16…極点図形作成手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray analyzer for obtaining a pole figure.
[0002]
[Prior art]
Each crystal grain of the polycrystalline aggregate usually has an orientation different from that of its adjacent crystal grains. The orientation of each crystal grain is measured by an X-ray diffractometer, and a pole figure shows the orientation of each crystal grain. FIG. 1 shows an example of the pole figure.
[0003]
The center part of the pole figure shown in FIG. 1 is obtained by the reflection method (Schulz method) by Schulz, and its peripheral part is obtained by the transmission method (Decker-Asp-Haker method) by Decker, Asp, and Harker.
[Problems to be solved by the invention]
The reflection method is an optical system using a divergent X-ray beam, while the transmission method is an optical system using a parallel X-ray beam. Since the optical system is different when these two methods are used in combination, the measurement must be interrupted during the measurement of one pole figure and the divergent X-ray flux slit must be replaced with a parallel X-ray flux slit. In the analysis by the reflection method, a length limiting slit must be arranged between the divergent X-ray flux slit and the sample. Such a slit exchange operation is a very troublesome operation for the operator.
[0004]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an X-ray analyzer capable of continuously obtaining a pole figure by an unmanned person.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
An X-ray analyzer according to the present invention for achieving this object includes an X-ray source for irradiating a sample with X-rays, an X-ray detector for detecting diffracted X-rays from the sample, the X-ray source and the sample. A first slit interposed therebetween, a second slit interposed between the sample and the X-ray detector, and a slit width control means for controlling a slit width of the first slit and the second slit. And a third slit; third slit control means for disposing the third slit between the first slit and the sample and retracting the third slit from the position; a sample table on which the sample is mounted; An X-ray analyzer comprising: sample control means for controlling the position of the sample stage for analyzing a sample by a transmission method; and pole figure creating means for creating a pole figure of the sample based on the output of the X-ray detector. An apparatus, wherein the slit width control means is configured to The slit width of the first slit and the second slit is controlled according to the analysis method, and the third slit control means controls the third slit to the first slit when the sample is analyzed by the reflection method. When the sample is analyzed by a transmission method while being disposed between the slit and the sample, the third slit is retracted from that position.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0007]
2 and 3 are views for explaining the X-ray analyzer of the present invention. FIG. 2 shows a case where a sample is analyzed by a reflection method, and FIG. 3 shows a case where a sample is analyzed by a transmission method. It is a figure showing the case. Each of the configurations shown in FIGS. 2 and 3 is arranged in a sample chamber of the X-ray analyzer.
2 and 3,
[0008]
The
[0009]
The turntable 8 is placed on a tilt stage 10, and the tilt stage 10 is attached to the
[0010]
Reference numeral 14 denotes a third slit which is a length limiting slit. The third slit 14 is attached to the
[0011]
Reference numeral 15 denotes a slit width control unit. The slit width control unit 15 controls a slit width d1 of the first slit 3 and a slit width d2 of the second slit 5.
[0012]
As described above, the configuration of the apparatus shown in FIGS. 2 and 3 has been described. The configuration 7 to 12 constitute a sample control unit, and the
[0013]
Next, the operation of the device having such a configuration will be described.
[0014]
First, a case where a sample is analyzed by a reflection method will be described with reference to FIG.
[0015]
As shown in FIG. 2, the optical system based on the reflection method is an equal-angle reflection optical system in which the incident angle and the diffraction angle are each θ with 2θ as the diffraction angle. The optical system based on the reflection method irradiates the
[0016]
In such an optical system, the slit width control means 15 adjusts the slit width d1 so that the first slit 3 becomes a divergent X-ray width slit. Further, the slit width control means 15 adjusts the second slit width d2 to an optimum slit width.
[0017]
When the adjustment of the slit width is completed, the sample is irradiated with X-rays. Then, when the B axis is defined as α = 90 ° when the B axis is on a plane determined by the incident X-rays and the diffracted X-rays, the inclination means 12 adjusts the angle from 90 ° to 30 °, for example. The tilt stage 10 is rotated clockwise by a predetermined angle. At this time, the turntable rotating means 9 rotates the turntable 8 by 360 ° every time the tilt stage 10 is rotated by a predetermined angle.
[0018]
As described above, each crystal grain on the sample is oriented in various directions, and the α rotation about the A axis in the sample plane and the β rotation about the B axis normal to the sample plane as described above. When the crystal grain comes to a position that satisfies the diffraction condition at the time of the operation, the X-ray diffraction from the crystal grain is detected by the X-ray detector 4. In some samples, each crystal grain is oriented in a specific direction. In such a case, many diffracted X-rays are detected at a certain position. The pole
[0019]
As described above, the sample analysis by the reflection method has been described with reference to FIG. 2. As described above, the rotation of the tilt stage 10 is limited to α = 30 °. This is for blocking diffracted X-rays. The measurement at the remaining angles of 0 ° to 30 ° is performed by the transmission method described below.
[0020]
Next, the sample analysis by the transmission method will be described with reference to FIG.
[0021]
When analyzing a sample by the transmission method, the rotating stage rotating means 13 rotates the
[0022]
By the rotation of the
In such an optical system, the slit width control means 15 adjusts the slit width d1 so that the first slit 3 becomes a parallel X-ray width slit. Further, the slit width control means 15 adjusts the second slit width d2 to an optimum slit width.
[0023]
When the adjustment of the slit width is completed, the sample is irradiated with X-rays. When the sample position at which the incident X-ray and the diffracted X-ray are symmetric with respect to the sample surface is defined as α = 90 °, the tilting stage 10 tilts the tilt stage 10 so that α changes from 30 ° to 0 °. Are rotated by a predetermined angle. At this time, the turntable rotating means 9 rotates the turntable 8 by 360 ° every time the tilt stage 10 is rotated by a predetermined angle.
[0024]
When the α rotation about the A axis in the sample plane and the β rotation about the B axis of the normal to the sample plane are performed, when the crystal grain comes to a position satisfying the diffraction condition, Diffracted X-rays from the crystal grains are detected by the X-ray detector 4. The pole
[0025]
As described above, the X-ray analyzer of the present invention has been described with reference to FIGS. 2 and 3. In such an X-ray analyzer, the slit width of the first and second slits is automatically set according to the analysis method. In addition, since the third slit is automatically retracted during the transmission method, a pole figure can be obtained continuously without an operator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a pole figure.
FIG. 2 is a view for explaining an X-ray analyzer of the present invention, and is a view for explaining sample analysis by a reflection method.
FIG. 3 is a view for explaining an X-ray analyzer of the present invention, and is a view for explaining sample analysis by a transmission method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP09105998A JP3553362B2 (en) | 1998-03-19 | 1998-03-19 | X-ray analyzer |
Publications (2)
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1998
- 1998-03-19 JP JP09105998A patent/JP3553362B2/en not_active Expired - Fee Related
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