JP6096567B2 - Thermal desorption analysis method, thermal desorption analyzer, and program - Google Patents
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Description
本発明は、固体材料を試料とし、試料に含まれる成分に由来する化学種を分析する昇温脱離分析方法、昇温脱離分析装置およびプログラムに関するものである。 The present invention relates to a temperature-programmed desorption analysis method, a temperature-programmed desorption analysis apparatus, and a program for analyzing a chemical species derived from a component contained in a sample using a solid material as a sample.
固体試料において、固体試料中に存在する化学種成分のうち、ガス成分や、高い温度でガスとして脱離する成分を分析する方法として、昇温脱離分析法がある。昇温脱離分析法を行う装置を昇温脱離分析装置と呼ぶ(非特許文献1、2)。
As a method for analyzing a gas component or a component desorbed as a gas at a high temperature among chemical species components present in the solid sample, there is a temperature programmed desorption analysis method. An apparatus for performing temperature-programmed desorption analysis is called a temperature-programmed desorption analyzer (
昇温脱離分析法は、元々、半導体材料について、半導体表面や半導体内部の汚染ガス成分や、吸着した成分を測定する分析法としての活用が主であった。ただし、近年は、鉄鋼材料について、鉄鋼の機械的特性を損なう水素などのガス成分の侵入量を測定する分析法としても活用される。 The temperature-programmed desorption analysis method was originally mainly used as an analysis method for measuring a contaminated gas component on a semiconductor surface or inside a semiconductor or an adsorbed component of a semiconductor material. However, in recent years, it has also been used as an analytical method for measuring the amount of intrusion of gas components such as hydrogen that impair the mechanical properties of steel.
昇温脱離分析法は、通常、真空中において、一定の昇温速度で固体試料の温度を上昇させ、温度ごとに固体試料から脱離して真空中に放出される成分を、電子衝撃などのイオン法でイオン化し、イオン化した成分を質量分析計によって、質量/電荷比ごとに分取して、検出器に導き、イオン化したガス成分の量を電流値として測定する、ないしは、イオン化したガス成分1個1個を電圧パルスとして検出し、この電圧パルスを増幅して計数する。すなわち、昇温脱離分析法で得られる信号は、ある成分に由来するある質量/電荷比を有するイオンの電流ないしは計数されたパルスである。信号強度は、一定時間の間に測定された電流量ないしは計数されたパルス数である。横軸に温度、縦軸に信号強度をとった図を昇温脱離曲線と呼ぶ。 Thermal desorption analysis usually involves increasing the temperature of a solid sample at a constant rate of temperature increase in a vacuum, and desorbing the component released from the solid sample at each temperature and releasing it into the vacuum, such as electron impact. Ionized by ion method, ionized components are separated by mass / charge ratio with a mass spectrometer, led to a detector, and the amount of ionized gas components is measured as a current value, or ionized gas components Each one is detected as a voltage pulse, and this voltage pulse is amplified and counted. That is, the signal obtained by the temperature programmed desorption analysis is a current or counted pulse of an ion having a certain mass / charge ratio derived from a certain component. The signal strength is the amount of current measured during a certain time or the number of pulses counted. A graph in which the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents signal intensity is referred to as a temperature programmed desorption curve.
固体試料中に存在する成分がガスとして脱離する昇温脱離スペクトルから、該成分がガスとして脱離するためのエネルギーについて知見を得ることができ、このエネルギーは該成分の固体試料中での存在状態に密接に関係があることから、昇温脱離スペクトルを得ることによって固体試料中に存在する成分の存在状態を知ることができる。固体試料中に存在する成分がガスとして脱離するためのエネルギーを一般に活性化エネルギーと呼ぶ。たとえば、ある固体中のトラップサイトに強く束縛された存在状態の成分について、昇温脱離スペクトルを測定し、それを解析することができれば、活性化エネルギーは、弱い束縛状態におけるそれよりも高いことが示される。 From the temperature programmed desorption spectrum in which a component present in a solid sample is desorbed as a gas, knowledge about the energy for desorbing the component as a gas can be obtained. Since the existence state is closely related, the existence state of the component present in the solid sample can be known by obtaining the temperature-programmed desorption spectrum. Energy for desorbing a component present in a solid sample as a gas is generally called activation energy. For example, if a temperature-programmed desorption spectrum can be measured and analyzed for a component in a solid state that is strongly bound to a trap site in a solid, the activation energy is higher than that in a weakly bound state. Is shown.
公知の技術による昇温脱離分析法では、固体試料中に存在する成分がガスとして脱離する昇温脱離曲線を測定し、昇温脱離曲線を解析することができれば、活性化エネルギーについて知見を得ることができ、固体試料中に存在する該成分の存在状態を知ることができるはずであるが、その解析を行うのは容易ではない。 In a temperature-programmed desorption analysis method using a known technique, if a temperature-programmed desorption curve in which a component present in a solid sample is desorbed as a gas is measured and the temperature-programmed desorption curve can be analyzed, Knowledge should be obtained and the presence state of the component present in the solid sample should be known, but it is not easy to analyze it.
時刻t=0における固体試料中に存在する成分の量を1とし、時刻tまでにガスとして脱離した該成分の量をxとすると、化学反応論では反応速度は次式で与えられる。ただし、t=0でx=0、十分な時間の後にx=1となるものとする。 If the amount of the component present in the solid sample at time t = 0 is 1, and the amount of the component desorbed as a gas by time t is x, the reaction rate is given by the following equation in chemical reaction theory. However, t = 0, x = 0, and x = 1 after a sufficient time.
ここで、g(x)は化学反応の種別によって決まるxの関数、kは速度定数である。多くの脱離反応において次式で示すアレニウスの法則が成り立つ。 Here, g (x) is a function of x determined by the type of chemical reaction, and k is a rate constant. In many elimination reactions, the Arrhenius law expressed by the following equation holds.
ここで、Aは頻度因子と呼ばれる定数、Rは気体定数、Tは試料の温度、Eaは活性化エネルギーである。
昇温脱離曲線の縦軸である信号強度I(t)は、一定の時間ごとに試料から脱離する化学種の量に比例するから、一定の時間の間隔を十分に小さくしたとき、次式に示すようにdx/dtに比例する。
Here, A is a constant called a frequency factor, R is a gas constant, T is the temperature of the sample, and E a is the activation energy.
Since the signal intensity I (t), which is the vertical axis of the temperature-programmed desorption curve, is proportional to the amount of chemical species desorbed from the sample at regular time intervals, the following is obtained when the time interval is sufficiently small. As shown in the equation, it is proportional to dx / dt.
式1におけるg(x)はn次反応では、次式のように表される。
G (x) in
鉄鋼からの水素の脱離については、ほとんど場合、n=1で記述される(非特許文献6)。脱離反応を解析し、活性化エネルギーを求めるためには、信号強度I(t)に比例するdx/dtまたはdx/dtの積分xを時刻tの関数として表すことが最も基本となる。式1、式2および式4より、n=1の場合、式5が得られる。
The desorption of hydrogen from steel is almost always described as n = 1 (Non-Patent Document 6). In order to analyze the elimination reaction and obtain the activation energy, it is most fundamental to express dx / dt or the integral x of dx / dt, which is proportional to the signal intensity I (t), as a function of time t. From
通常の昇温脱離分析法では、一定の昇温速度で固体試料の温度を上昇させるから、次式が成立する。 In ordinary temperature programmed desorption analysis, the temperature of the solid sample is increased at a constant rate of temperature increase, so the following equation is established.
ここで、式6のT0はt=0における試料の温度、βは昇温速度である。式2および式6より、式7が成立することから明らかなように、速度定数kは時刻に対して一定ではない。 Here, T 0 in Equation 6 is the temperature of the sample at t = 0, and β is the rate of temperature increase. As is clear from Expression 2 and Expression 6 that Expression 7 holds, the speed constant k is not constant with respect to time.
一定の昇温速度で固体試料の温度を上昇させる場合は、次式のようになる。 When the temperature of the solid sample is increased at a constant rate of temperature increase, the following equation is obtained.
しかしながら、一定の昇温速度で固体試料の温度を上昇させる場合における式8の右辺は初等関数では表すことができない。この関数はドイル(Doyle)のp関数と呼ばれる関数で表される(非特許文献3、4)。 However, the right side of Equation 8 when the temperature of the solid sample is raised at a constant rate of temperature rise cannot be expressed by an elementary function. This function is represented by a function called Doyle's p function (Non-Patent Documents 3 and 4).
これまでの実際の解析では、ドイルのp関数自体ではなく、p関数の近似式が用いられ、ある積分範囲の上限xにおいて式8の左辺が一定であることを利用して、昇温速度βを変えた測定を幾度か行い、式8の値が等しくなるtの値とβの組み合わせを幾つか得て、活性化エネルギーを求めることが行われる(非特許文献5)。 In the actual analysis so far, the approximate expression of the p function is used instead of the Doyle p function itself, and the temperature rise rate β is utilized by utilizing the fact that the left side of Expression 8 is constant at the upper limit x of a certain integration range. The measurement is performed several times, and the activation energy is obtained by obtaining several combinations of the values of t and β in which the values of Equation 8 are equal (Non-patent Document 5).
しかしながら、近似の方法によって異なる近似式が用いられることもあり、解析の方法は一律ではない。近似である以上、近似が成立する条件は限定されており、精度も限定される。 However, different approximation formulas may be used depending on the approximation method, and the analysis method is not uniform. As long as it is an approximation, the conditions under which the approximation is established are limited, and the accuracy is also limited.
また、昇温速度βを変化させた条件での実験をたとえば3回行う場合、当該固体試料中に存在する成分が同一の存在状態とみなせる試料(以下、同一とみなせる試料)を3個用意しなければならない。3回の実験では、1回ごとに試料を装置に入れ、装置を測定が可能な程度の高真空状態にしなければならない。3回のうち、昇温速度がもっとも小さい条件では、測定時間が3時間以上になることもしばしばである。また、各実験の間に、装置の温度を室温程度にまで下げる必要があるが、装置の温度を下げるには通常1時間程度必要である。すなわち、すべての測定を行うのには時間がかかり、1日がかりとなることもある。 In addition, for example, when three experiments are performed under the condition where the heating rate β is changed, three samples (hereinafter referred to as the same sample) in which the components present in the solid sample can be regarded as the same existence state are prepared. There must be. In three experiments, a sample must be put into the apparatus every time, and the apparatus must be in a high vacuum state that allows measurement. Of the three times, the measurement time is often 3 hours or more under the condition of the lowest rate of temperature increase. In addition, during each experiment, it is necessary to lower the temperature of the apparatus to about room temperature, but it usually takes about one hour to lower the temperature of the apparatus. That is, it takes time to perform all measurements, and it may take a day.
また、同一とみなせる試料を3個用意するという条件は、人工制御して試料を作製する場合は一応可能ではあるが、試料が自然界から得られたものや、人工物であっても環境中に暴露した後、該環境から取り出されたものである場合、当該試料は1個しか存在せず、上記条件を満たすことは不可能である。 In addition, the condition that three samples that can be regarded as the same are prepared is possible if the sample is prepared by artificial control, but even if the sample is obtained from the natural world or is an artificial object, If it is taken out from the environment after exposure, there is only one sample, and it is impossible to satisfy the above conditions.
以上のように、公知の技術による昇温脱離分析法では、活性化エネルギーを得るための昇温脱離曲線の解析が容易ではなく、また近似式を用いるため精度についても限定される。また、昇温速度βを幾通りか変化させた条件での測定および解析は、場合によっては、不可能である。 As described above, in the temperature-programmed desorption analysis method using a known technique, it is not easy to analyze the temperature-programmed desorption curve for obtaining the activation energy, and the accuracy is limited because an approximate expression is used. Also, measurement and analysis under conditions in which the temperature rising rate β is changed in some ways are impossible in some cases.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、固体試料中に存在する成分の活性化エネルギーの値を簡便に求めることができる昇温脱離分析法、昇温脱離分析装置およびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A temperature-programmed desorption analysis method, a temperature-programmed desorption analyzer, and a thermal desorption analyzer that can easily determine the activation energy value of a component present in a solid sample. The purpose is to provide a program.
本発明の昇温脱離分析方法は、固体試料を加熱しつつ、温度を時間0における温度から時間の一次式に反比例して上昇する関数とする温度プログラムに従って前記固体試料の温度を制御する温度制御ステップと、前記固体試料から脱離する成分の量に比例する信号強度を一定時間ごとに検出する検出ステップと、前記信号強度の極大値と前記信号強度が極大値を示す第1の時刻とを抽出する第1の抽出ステップと、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す第2の時刻を抽出する第2の抽出ステップと、前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表すか、または前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表す時間変換ステップと、前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数、または前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得る活性化エネルギー導出ステップとを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の昇温脱離分析方法の1構成例において、前記第2の時刻は、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す時刻のうち、前記第1の時刻より早い時刻であり、前記時間変換ステップは、前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表し、前記活性化エネルギー導出ステップは、前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得ることを特徴とするものである。
また、本発明の昇温脱離分析方法の1構成例において、前記第2の時刻は、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す時刻のうち、前記第1の時刻より遅い時刻であり、前記時間変換ステップは、前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表し、前記活性化エネルギー導出ステップは、前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得ることを特徴とするものである。
また、前記所定の正数を0.5とすることを特徴としてもよい。
The temperature-programmed desorption analysis method of the present invention is a temperature that controls the temperature of a solid sample according to a temperature program that heats the solid sample and uses the temperature as a function that increases in inverse proportion to the linear expression of time from the temperature at
Further, in one configuration example of the temperature programmed desorption analysis method of the present invention, the second time is the first time among the times indicating the signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1. It is a time earlier than the time, and the time conversion step represents the first time by the conversion time, where the second time is 0, and the activation energy deriving step is the conversion time The activation energy when the component desorbs from the solid sample is obtained from the first time represented by time and the predetermined positive number.
Further, in one configuration example of the temperature programmed desorption analysis method of the present invention, the second time is the first time among the times indicating the signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1. The time conversion step represents the second time as the conversion time, with the time when the first time is 0 as the conversion time, and the activation energy deriving step includes the conversion time The activation energy when the component is desorbed from the solid sample is obtained from the second time expressed in time and the predetermined positive number.
Further , the predetermined positive number may be set to 0.5.
また、本発明の昇温脱離分析装置は、固体試料を加熱しつつ、温度を時間0における温度から時間の一次式に反比例して上昇する関数とする温度プログラムに従って前記固体試料の温度を制御する温度制御手段と、前記固体試料から脱離する成分の量に比例する信号強度を一定時間ごとに検出する検出手段と、前記信号強度の極大値と前記信号強度が極大値を示す第1の時刻とを抽出する第1の抽出手段と、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す第2の時刻を抽出する第2の抽出手段と、前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表すか、または前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表す時間変換手段と、前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数、または前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得る活性化エネルギー導出手段とを備えることを特徴とするものである。
The temperature-programmed desorption analyzer of the present invention controls the temperature of the solid sample according to a temperature program that heats the solid sample and sets the temperature to a function that increases in inverse proportion to the linear expression of time from the temperature at
また、本発明の昇温脱離分析プログラムは、固体試料を加熱しつつ、温度を時間0における温度から時間の一次式に反比例して上昇する関数とする温度プログラムに従って前記固体試料の温度を制御する温度制御ステップと、前記固体試料から脱離する成分の量に比例する信号強度を一定時間ごとに検出する検出ステップと、前記信号強度の極大値と前記信号強度が極大値を示す第1の時刻とを抽出する第1の抽出ステップと、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す第2の時刻を抽出する第2の抽出ステップと、前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表すか、または前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表す時間変換ステップと、前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数、または前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得る活性化エネルギー導出ステップとを含み、これらのステップをコンピュータに実行させることを特徴とするものである。
The temperature-programmed desorption analysis program of the present invention controls the temperature of the solid sample according to a temperature program that heats the solid sample and uses the temperature as a function that increases in inverse proportion to the linear expression of time from the temperature at
本発明によれば、固体試料を加熱しつつ、温度を時間の関数とする温度プログラムに従って固体試料の温度を制御し、固体試料から脱離する成分の量に比例する信号強度を一定時間ごとに検出して記録する昇温脱離分析装置において、信号強度を、解析可能な時間の初等関数で表すことができ、更に解析が簡便となるように時間軸を変換することができる。その結果、本発明では、固体試料中に存在する成分の活性化エネルギーの値を直接的かつ簡便に求めることができ、固体試料中に存在する成分の存在状態を知ることが可能となる。 According to the present invention, while heating the solid sample, the temperature of the solid sample is controlled according to a temperature program whose temperature is a function of time, and the signal intensity proportional to the amount of components desorbed from the solid sample is set at regular intervals. In a temperature-programmed desorption analyzer that detects and records, the signal intensity can be expressed as an elementary function of time that can be analyzed, and the time axis can be converted so that the analysis is simple. As a result, in the present invention, the activation energy value of the component present in the solid sample can be determined directly and simply, and the presence state of the component present in the solid sample can be known.
[発明の原理]
本発明では、温度を時間の関数とする温度プログラムに従って試料の温度を制御し、一定の時間ごとに試料から脱離する化学種の量に比例する信号強度を計測し記録する昇温脱離分析法において、信号強度を縦軸とし、実際の時刻をある定数分だけ平行移動した変換時間を横軸とする作図を行う。これにより、本発明では、ある存在状態のある成分についての活性化エネルギーを、近似等の操作を行うことなく、簡便に求めることができる。
[Principle of the Invention]
In the present invention, the temperature of a sample is controlled according to a temperature program in which the temperature is a function of time, and a temperature desorption analysis that measures and records the signal intensity proportional to the amount of chemical species desorbed from the sample at regular intervals In the method, the plot is performed with the signal intensity as the vertical axis and the conversion time obtained by translating the actual time by a certain constant as the horizontal axis. Thereby, in this invention, the activation energy about a component with a certain existing state can be calculated | required simply, without performing operations, such as an approximation.
以下に、本発明の原理を記す。本発明を記述するのに、一般化時間と呼ばれる概念を導入することが便利である。一般化時間θは次式で定義される。 The principle of the present invention will be described below. In describing the present invention, it is convenient to introduce a concept called generalized time. The generalized time θ is defined by the following equation.
本発明は、温度を時間の関数とする温度プログラムに従って試料の温度を制御し、一定の時間ごとに試料から脱離する化学種の量に比例する信号強度を計測し記録する昇温脱離分析法において、信号強度を縦軸とし、実際の時刻をある定数分だけ平行移動した変換時間を横軸とする作図を行う昇温脱離分析法を提供するものである。t=0におけるxの反応量をaとすると、本発明における式5は以下のように変換される。 The present invention controls the temperature of a sample in accordance with a temperature program whose temperature is a function of time, and measures and records the signal intensity proportional to the amount of chemical species desorbed from the sample at regular intervals. In this method, a temperature-programmed desorption analysis method is provided in which the vertical axis represents the signal intensity and the horizontal axis represents the conversion time obtained by translating the actual time by a certain constant. When the reaction amount of x at t = 0 is a, Equation 5 in the present invention is converted as follows.
一般化時間θの定数倍として、頻度因子Aと一般化時間θとの積を用いれば、この積の値は式10の値となる。 If the product of the frequency factor A and the generalized time θ is used as a constant multiple of the generalized time θ, the value of this product becomes the value of Equation 10.
積分して式12、式13を得る。
Integrate to obtain
ここで、本発明における時間tの関数である温度Tを、次式に示すように時間tの一次式に反比例する関数とする。 Here, the temperature T, which is a function of the time t in the present invention, is a function that is inversely proportional to the linear expression of the time t as shown in the following formula.
このとき、式2より、式15が得られる。 At this time, Expression 15 is obtained from Expression 2.
ここで、k0は次式で表される。 Here, k 0 is expressed by the following equation.
このとき、式10の右辺は、式17のようになり、Aθを初等関数であらわすことができる。 At this time, the right side of Expression 10 is expressed by Expression 17, and Aθ can be expressed by an elementary function.
ここで、さらに式18に示す無次元数γを導入すると、式17は式19に示すようになる。 Here, when the dimensionless number γ shown in Expression 18 is further introduced, Expression 17 becomes as shown in Expression 19.
式13より、式20、式21が成立する。 From Expression 13, Expression 20 and Expression 21 are established.
式21の値が0のとき、すなわち、 When the value of Equation 21 is 0, that is,
のとき、すなわち、 That is,
なるtpのとき、式20は極大値を持ち、その極大値 When t p , Equation 20 has a local maximum and the local maximum
を用いて、式20を最大値が1となるように規格化すると、 When standardizing Equation 20 so that the maximum value is 1,
となる。
本発明の後述する第1の実施の形態では、例えば、式25が0.5となる一般化時間θの値を順にθ1,θ2、時刻をt1,t2とする。式15における時間の開始時刻は、実験における実際の開始時刻ではなく、実験時間中の任意の時刻として定めることができる。そこで、開始時刻において、x=aとなる時間t=0をt1と一致させるように時間軸をずらして再設定し、t1における温度をT0とする。このとき、一般化時間θ1=0である。式25より、
It becomes.
In the first embodiment to be described later of the present invention, for example, the values of generalized time θ at which Equation 25 becomes 0.5 are sequentially set as θ 1 and θ 2 , and the times are set as t 1 and t 2 . The start time of the time in Expression 15 can be determined as an arbitrary time in the experiment time, not the actual start time in the experiment. Therefore, at the start time, the time t = 0 when x = a is set again by shifting the time axis so as to coincide with t 1, and the temperature at t 1 is T 0 . At this time, the generalization time θ 1 = 0. From Equation 25,
となる。この式より得られる無次元数γの値としては約4.31と約0.373があるが、式23の値が正となるためにはγ>1である必要があることから、γの値として約4.31をとる。このとき、式23から、実験で得られた時刻tpを用いて、k0を得る。さらに、式18より活性化エネルギーEaを得る。 It becomes. There are about 4.31 and about 0.373 as the values of the dimensionless number γ obtained from this equation. However, since γ> 1 is necessary for the value of Equation 23 to be positive, The value is about 4.31. At this time, k 0 is obtained from Equation 23 using the time t p obtained in the experiment. Further, the activation energy E a is obtained from Equation 18.
また、本発明の後述する第2の実施の形態では、例えば、式25が1,0.5となる一般化時間θの値を順にθp,θ2(ただし、θp<θ2)、時刻をtp,t2とする。式15における時間の開始時刻は、実験における実際の開始時刻ではなく、実験時間中の任意の時刻として定めることができる。そこで、開始時刻において、x=aとなる時間t=0をtpと一致させるように時間軸をずらして再設定し、tpにおける温度をT0とする。このとき、一般化時間θp=0である。また、式22より無次元数γは1である。式25より、 In the second embodiment to be described later of the present invention, for example, the values of the generalized time θ at which Equation 25 becomes 1 and 0.5 are sequentially set to θ p and θ 2 (where θ p <θ 2 ), Let time be t p , t 2 . The start time of the time in Expression 15 can be determined as an arbitrary time in the experiment time, not the actual start time in the experiment. Therefore, at the start time, the time t = 0 when x = a is set again by shifting the time axis so as to coincide with t p, and the temperature at t p is set to T 0 . At this time, the generalized time θ p = 0. Further, from Expression 22, the dimensionless number γ is 1. From Equation 25,
となる。この式27を解いて、Aθ2の値として約1.678を得る。式19より、 It becomes. By solving this equation 27, a value of about 1.678 is obtained as the value of Aθ 2 . From Equation 19,
であり、式28から、実験で得られた時刻t2を用いて、k0を得る。さらに、式18より活性化エネルギーEaを得る。 From Equation 28, k 0 is obtained using the time t 2 obtained in the experiment. Further, the activation energy E a is obtained from Equation 18.
[第1の実施の形態]
次に、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
[First Embodiment]
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図6に従来の方法による昇温脱離曲線の例を示す。 FIG. 6 shows an example of a temperature programmed desorption curve according to the conventional method.
実験で得られる昇温脱離曲線は、縦軸が信号強度I(t)、横軸が時間tであって、温度Tと時間tとの関係は式6で与えられる。このとき、信号強度I(t)と時間tとの関係についても、信号強度I(t)と温度Tとの関係についても、初等関数で表すことはできないため、昇温脱離曲線を直接解析して活性化エネルギーEaを得ることは困難である。従来の方法では、式6における昇温速度βについて、異なる昇温速度βでの実験を少なくとも3回行って、図6において信号強度が極大となる時刻tpについて、異なる昇温速度βごとにtpの値を得て、作図を行い、活性化エネルギーEaを得る。 In the temperature-programmed desorption curve obtained in the experiment, the vertical axis represents signal intensity I (t), the horizontal axis represents time t, and the relationship between temperature T and time t is given by Equation 6. At this time, neither the relationship between the signal intensity I (t) and the time t nor the relationship between the signal intensity I (t) and the temperature T can be expressed by an elementary function. it is difficult to obtain the activation energy E a and. In the conventional method, the heating rate β in equation 6, the experiments with different heating rate β performed at least three times, the time t p the signal intensity becomes maximum in FIG. 6, for different heating rate β Obtain the value of t p , perform plotting, and obtain the activation energy E a .
図1に本実施の形態で用いる昇温脱離曲線の例を示す。 FIG. 1 shows an example of a temperature programmed desorption curve used in this embodiment.
温度Tと時間tとの関係は式15で与えられる。縦軸である信号強度I(t)と、横軸である時間tの定義を次の手順で行う。まず、図6と同様に得られた昇温脱離曲線において、信号強度が極大となる信号強度をImax、1より小さい正の定数をImaxに乗じた信号強度をI1とする。このとき、1より小さい正の定数とは、例えば、0.5である。時間tの起点は、信号強度がI1となる2つの実際の時刻のうち、より早い時刻を時間t=0として定義する。横軸である実際の時刻について前記のような平行移動を行った後の時刻を改めて時間tと定義する。同時に、定義された時間tにおける縦軸の信号強度をI(t)と定義する。 The relationship between temperature T and time t is given by equation 15. The signal intensity I (t) on the vertical axis and the time t on the horizontal axis are defined in the following procedure. First, in the temperature programmed desorption curve obtained in the same manner as in FIG. 6, the signal intensity at which the signal intensity becomes maximum is Imax, and the signal intensity obtained by multiplying Imax by a positive constant smaller than 1 is I1. At this time, the positive constant smaller than 1 is, for example, 0.5. As the starting point of time t, an earlier time is defined as time t = 0 among two actual times when the signal intensity is I 1 . The time after the parallel movement as described above with respect to the actual time on the horizontal axis is again defined as time t. At the same time, the signal intensity on the vertical axis at the defined time t is defined as I (t).
図2に、本実施の形態の昇温脱離分析装置の構成例を示した。昇温脱離分析装置は、試料302を収容する真空チャンバ301と、赤外線ランプ303と、赤外線ランプ303の熱を試料302に伝える熱伝導ロッド304と、熱伝導ロッド304の温度を測定する熱電対305と、熱電対305によって測定された温度の値を出力する熱電対モニタ306と、熱電対305による温度の測定結果を基に試料302の温度を制御する温度コントローラ307と、試料302から脱離したガス成分をイオン化するイオン化室308と、イオン化したガス成分を質量/電荷比ごとに分取する質量分析計309と、イオン化したガス成分の量を電流値として測定するか、ないしはイオン化したガス成分1個1個を電圧パルスとして計数する検出器310と、データの表示等のための表示装置312と、試料302から脱離した成分の活性化エネルギーを算出する計算機313と、測定者が計算機313に対して指示を与えるための入力装置314とを備えている。赤外線ランプ303と熱伝導ロッド304と熱電対305と熱電対モニタ306と温度コントローラ307とは、温度制御手段を構成し、イオン化室308と質量分析計309と検出器310とは、検出手段を構成している。計算機313は、第1の抽出手段と第2の抽出手段と時間変換手段と活性化エネルギー導出手段とを構成している。
FIG. 2 shows a configuration example of the temperature programmed desorption analyzer of the present embodiment. The temperature-programmed desorption analyzer includes a
図2に示した例は、赤外線ランプ加熱によるもので、真空チャンバ301の中に置かれた固体の試料302は、赤外線ランプ303に直結された熱伝導ロッド304の上に置かれる。試料302の温度は、試料302の直近に置かれた熱電対305によって測定され、この測定結果に基づく温度の指示値が熱電対モニタ306から出力される。なお、熱電対モニタ306から得られる温度の指示値と試料302の温度に差がある場合は、予め、試料302に直付けされた熱電対(不図示)の示す温度と、熱電対モニタ306における温度の指示値との差を求めて校正すればよい。ここでは、試料302の温度は、熱電対モニタ306における温度の指示値と等しいものとする。
The example shown in FIG. 2 is based on infrared lamp heating, and a
温度コントローラ307は、測定者の測定前の設定に従って、指定された時刻に、試料302の温度が指定の値となるように、熱電対モニタ306から温度の指示値を読み取って、赤外線ランプ303に流す電流値を制御する。現時点を含む、ある時刻の熱電対モニタ306における温度の指示値をフィードバックして、次の時刻における試料302の温度を、所望の設定温度に制御する方法には、比例制御(P制御)、積分制御(I制御)、微分制御(D制御)と、これを統合したPID制御などがあるが、通常は、これらのうちでもっとも制御しやすいPID制御を採用する。市販の温度コントローラは、通常、PID制御に対応している。
The
ある時刻ごとに試料302から脱離して真空中に放出されるガス成分の一部を、イオン化室308において電子衝撃などのイオン法でイオン化し、イオン化したガス成分を質量分析計309によって、質量/電荷比ごとに分取して、検出器310に導く。検出器310は、イオン化したガス成分の量を電流値として測定するか、ないしはイオン化したガス成分1個1個を電圧パルスとして検出し、この電圧パルスを増幅して計数する。あるガス成分に由来するある質量/電荷比を有するイオンの電流ないしは計数されたパルスが信号であり、横軸に時刻、縦軸に信号強度をとった図2に示す311が、本実施の形態で解析されるべき昇温脱離スペクトルの一例となる。昇温脱離スペクトルは、表示装置312で表示可能であり、計算機313の内部の記録装置(不図示)に記録したり、または必要に応じて、磁性体や半導体メモリを用いた記録媒体(不図示)に記録したりすることが可能である。
A part of the gas component desorbed from the
検出器310によって検出された信号強度I(t)のデータは、計算機313のデータ記憶部3130に格納される。この信号強度I(t)のデータは、言うまでもなく時刻と対応付けられて記憶されるデータである。
Data of the signal intensity I (t) detected by the detector 310 is stored in the data storage unit 3130 of the
測定終了後、計算機313の演算部3131は、信号強度の極大値および信号強度が極大値を示す第1の時刻を抽出し、極大値に1より小さいある正数(所定の正数)を乗じた信号強度を示す時刻のうち、第1の時刻より早い第2の時刻を抽出し、第2の時刻を0とする時間を変換時間とし、第1の時刻を第1の変換時間として表し、第1の変換時間と、ある正数から活性化エネルギーを得ることを行い、演算部3131の算出結果はデータ記憶部3130に格納される。
After the measurement is finished, the calculation unit 3131 of the
信号強度の極大値、第1の時刻、および第2の時刻の抽出では、十分なデータ点数があれば、厳格に抽出の条件に合致しなくとも、抽出の条件にもっとも近い値を抽出してもよい。抽出の条件に合致する複数の近接するデータ点がある場合には、その平均値を抽出してもよい。データ点数の十分さのいかんに関わらず、信号強度を縦軸に、時刻を横軸とした離散的データ群に、スムージング処理などを施して得られた曲線上で抽出の条件に合致する値を抽出してもよい。 In the extraction of the maximum value of the signal strength, the first time, and the second time, if there is a sufficient number of data points, the value closest to the extraction condition is extracted even if it does not strictly match the extraction condition. Also good. If there are a plurality of adjacent data points that match the extraction conditions, the average value may be extracted. Regardless of whether the number of data points is sufficient, a value that matches the extraction conditions on a curve obtained by applying a smoothing process to a discrete data group with the signal strength on the vertical axis and the time on the horizontal axis. It may be extracted.
ある正数は、あらかじめ計算機313の内部の記録装置に記憶させてもよいし、演算の途中で計算機313の入力装置を介して指定してもよい。
A certain positive number may be stored in advance in a recording device inside the
演算部3131は、自身の算出結果を基に図1に示したようなグラフを表示装置312に表示させてもよい。ただし、本発明において、図1のようなグラフを作図することは必須の構成要件ではない。
The calculation unit 3131 may display a graph as shown in FIG. 1 on the
図3に本実施の形態に係る昇温脱離分析装置の計算機313の動作の一例を示すフローチャートを示す。このフローチャートでは、まず、測定が終了するとデータ処理を開始し(ステップS11)、信号強度と時刻tとの関係を求める(ステップS12)。次に、注目する反応について信号強度の極大値と、この極大値を与える時刻tpを求める(ステップS13)。そして、上記信号強度と時刻tとの関係において、極大値の0.5倍となる点における時刻のうち、tpより早い時刻をt1とする(ステップS14)。さらに、変換時間においてtp=tp−t1とし(ステップS15)、無次元数γ=4.31と時刻tpからk0を求め(ステップS16)、さらに活性化エネルギーEaを求める(ステップS17)。
FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the
図3のフローチャートの例では、ある正数は0.5である。このときの無次元数γは予め計算されており、γ=4.31である。無次元数γの値はある正数を規定すれば計算によって予め求められる。バックグラウンドが高い測定では正数の値は0.5以上が望ましいが、1.0に近い値はtpに近すぎるため望ましくない。 In the example of the flowchart of FIG. 3, a certain positive number is 0.5. The dimensionless number γ at this time is calculated in advance, and γ = 4.31. The value of the dimensionless number γ is obtained in advance by calculation if a certain positive number is defined. For measurements with high background, a positive value is desirably 0.5 or more, but a value close to 1.0 is not desirable because it is too close to t p .
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図4に本実施の形態で用いる昇温脱離曲線の例を示す。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows an example of a temperature programmed desorption curve used in this embodiment.
温度Tと時間tとの関係は式14で与えられる。縦軸である信号強度I(t)と、横軸である時間tの定義を次の手順で行う。まず、図6と同様に得られた昇温脱離曲線において、信号強度が極大となる信号強度をImax、1より小さい正の定数をImaxに乗じた信号強度をI2とする。このとき、1より小さい正の定数とは、例えば、0.5である。時間tの起点は、信号強度が極大となる時刻を時間t=0として定義する。横軸である実際の時刻について前記のような平行移動を行った後の時刻を改めて変換時間tと定義する。同時に、定義された変換時間tにおける縦軸の信号強度をI(t)と定義する。 The relationship between temperature T and time t is given by equation 14. The signal intensity I (t) on the vertical axis and the time t on the horizontal axis are defined in the following procedure. First, in the Atsushi Nobori curve obtained in the same manner as FIG. 6, the signal intensity obtained by multiplying a signal strength signal strength is maximum Imax, 1 is smaller than a positive constant to Imax and I 2. At this time, the positive constant smaller than 1 is, for example, 0.5. The starting point of time t is defined as the time t = 0 when the signal intensity becomes maximum. The actual time on the horizontal axis is defined again as the conversion time t after the parallel movement as described above. At the same time, the signal intensity on the vertical axis at the defined conversion time t is defined as I (t).
本実施の形態においても、昇温脱離分析装置の構成は第1の実施の形態と同様であるので、図2の符号を用いて説明する。
第1の実施の形態で説明した測定の終了後、計算機313の演算部3131は、信号強度の極大値および信号強度が極大値を示す第1の時刻を抽出し、極大値に1より小さいある正数(所定の正数)を乗じた信号強度を示す時刻のうち、第1の時刻より遅い第2の時刻を抽出し、第2の時刻より第1の時刻を減じた時間を変換時間とし、第2の時刻を変換時間として表し、変換時間で表された第2の時刻と、ある正数から活性化エネルギーを得ることを行い、演算部3131の算出結果はデータ記憶部3130に格納される。
Also in the present embodiment, the configuration of the temperature-programmed desorption analyzer is the same as that of the first embodiment, and therefore will be described using the reference numerals in FIG.
After the measurement described in the first embodiment is completed, the calculation unit 3131 of the
信号強度の極大値、第1の時刻、および第2の時刻の抽出では、十分なデータ点数があれば、厳格に抽出の条件に合致しなくとも、抽出の条件にもっとも近い値を抽出してもよい。抽出の条件に合致する複数の近接するデータ点がある場合には、その平均値を抽出してもよい。データ点数の十分さのいかんに関わらず、信号強度を縦軸に、時刻を横軸とした離散的データ群に、スムージング処理などを施して得られた曲線上で抽出の条件に合致する値を抽出してもよい。 In the extraction of the maximum value of the signal strength, the first time, and the second time, if there is a sufficient number of data points, the value closest to the extraction condition is extracted even if it does not strictly match the extraction condition. Also good. If there are a plurality of adjacent data points that match the extraction conditions, the average value may be extracted. Regardless of whether the number of data points is sufficient, a value that matches the extraction conditions on a curve obtained by applying a smoothing process to a discrete data group with the signal strength on the vertical axis and the time on the horizontal axis. It may be extracted.
ある正数は、あらかじめ計算機313の内部の記録装置に記憶させてもよいし、演算の途中で計算機313の入力装置を介して指定してもよい。
A certain positive number may be stored in advance in a recording device inside the
演算部3131は、自身の算出結果を基に図4に示したようなグラフを表示装置312に表示させてもよい。ただし、本発明において、図4のようなグラフを作図することは必須の構成用件ではない。
The computing unit 3131 may display a graph as shown in FIG. 4 on the
図5に本実施の形態に係る昇温脱離分析装置の計算機313の動作の一例を示すフローチャートを示す。このフローチャートでは、まず、測定が終了するとデータ処理を開始し(ステップS21)、信号強度と時刻tとの関係を求める(ステップS22)。次に、注目する反応について信号強度の極大値と、この極大値を与える時刻tpを求める(ステップS23)。そして、上記信号強度と時刻tとの関係において、極大値の0.5倍となる点における時刻のうち、tpより遅い時刻をt2とする(ステップS24)。さらに、変換時間においてt2=t2−tpとし(ステップS25)、無次元数γ=1と時刻t2からk0を求め(ステップS26)、さらに活性化エネルギーEaを求める(ステップS27)。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of the operation of the
図5のフローチャートの例では、ある正数は0.5である。このときの無次元数γは予め与えられておりγ=1である。ある正数によって決まるAθ2の値はあらかじめ計算機313の内部の記録装置に記憶させてもよいし、演算の途中で計算機313の入力装置を介して指定してもよい。バックグラウンドが高い測定では正数の値は0.5以上が望ましいが、1.0に近い値はtpに近すぎるため望ましくない。
In the example of the flowchart of FIG. 5, a certain positive number is 0.5. The dimensionless number γ at this time is given in advance and γ = 1. The value of Aθ 2 determined by a certain positive number may be stored in advance in a recording device inside the
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、真空中での昇温脱離分析法と昇温脱離分析装置以外の、熱分析法と熱分析装置に適用が可能であるように、本発明の技術的思想内で、当分野における通常の知識を有する者により、多くの変形が可能であることは明白である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be applied to thermal analysis methods and thermal analysis devices other than temperature-programmed desorption analysis methods and temperature-programmed desorption analysis devices in vacuum. As is possible, it is obvious that many variations are possible within the technical idea of the present invention by those having ordinary skill in the art.
第1、第2の実施の形態の計算機313は、CPU、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータにおいて、本発明の昇温脱離分析法を実現する昇温脱離分析プログラムは、フレキシブルディスク、CD−ROM、DVD−ROM、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。CPUは、記録媒体から読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、このプログラムに従って第1、第2の実施の形態で説明した処理を実行する。また、昇温脱離分析プログラムをネットワークを通して提供することも可能である。
The
本発明は、固体試料に含まれる成分に由来する化学種を分析する昇温脱離分析法に適用することができる。 The present invention can be applied to a temperature programmed desorption analysis method for analyzing chemical species derived from components contained in a solid sample.
301…真空チャンバ、302…試料、303…赤外線ランプ、304…熱伝導ロッド、305…熱電対、306…熱電対モニタ、307…温度コントローラ、308…イオン化室、309…質量分析計、310…検出器、311…昇温脱離スペクトル、312…表示装置、313…計算機、314…入力装置、3130…データ記憶部、3131…演算部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記固体試料から脱離する成分の量に比例する信号強度を一定時間ごとに検出する検出ステップと、
前記信号強度の極大値と前記信号強度が極大値を示す第1の時刻とを抽出する第1の抽出ステップと、
前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す第2の時刻を抽出する第2の抽出ステップと、
前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表すか、または前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表す時間変換ステップと、
前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数、または前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得る活性化エネルギー導出ステップと
を備えることを特徴とする昇温脱離分析方法。 A temperature control step of controlling the temperature of the solid sample in accordance with a temperature program that heats the solid sample and functions as a function of increasing the temperature from the temperature at time 0 in inverse proportion to the linear expression of time
A detection step of detecting a signal intensity proportional to the amount of the component desorbed from the solid sample at regular intervals;
A first extraction step of extracting a maximum value of the signal intensity and a first time at which the signal intensity shows a maximum value;
A second extraction step of extracting a second time indicating a signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1;
The time at which the second time is 0 is defined as the conversion time, and the first time is represented by the conversion time, or the time at which the first time is 0 is defined as the conversion time, and the conversion time is the first time. A time conversion step representing the time of 2;
When the component desorbs from the solid sample from the first time represented by the conversion time and the predetermined positive number, or from the second time represented by the conversion time and the predetermined positive number. An activation energy deriving step for obtaining activation energy;
前記第2の時刻は、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す時刻のうち、前記第1の時刻より早い時刻であり、
前記時間変換ステップは、前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表し、
前記活性化エネルギー導出ステップは、前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得ることを特徴とする昇温脱離分析方法。 The temperature-programmed desorption analysis method according to claim 1,
The second time is a time earlier than the first time among the times indicating signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1,
The time conversion step represents the first time by the conversion time, where the time when the second time is 0 is defined as the conversion time,
The activation energy deriving step obtains activation energy when the component is desorbed from the solid sample from the first time represented by the conversion time and the predetermined positive number. Thermal desorption analysis method.
前記第2の時刻は、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す時刻のうち、前記第1の時刻より遅い時刻であり、
前記時間変換ステップは、前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表し、
前記活性化エネルギー導出ステップは、前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得ることを特徴とする昇温脱離分析方法。 The temperature-programmed desorption analysis method according to claim 1,
The second time is a time later than the first time among the times indicating signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1,
In the time conversion step, the second time is represented by the conversion time, where the first time is 0,
The activation energy deriving step obtains activation energy when the component is desorbed from the solid sample from the second time represented by the conversion time and the predetermined positive number. Thermal desorption analysis method.
前記所定の正数を0.5とすることを特徴とする昇温脱離分析方法。 In the temperature-programmed desorption analysis method according to any one of claims 1 to 3 ,
The temperature programmed desorption analysis method, wherein the predetermined positive number is 0.5.
前記固体試料から脱離する成分の量に比例する信号強度を一定時間ごとに検出する検出手段と、
前記信号強度の極大値と前記信号強度が極大値を示す第1の時刻とを抽出する第1の抽出手段と、
前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す第2の時刻を抽出する第2の抽出手段と、
前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表すか、または前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表す時間変換手段と、
前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数、または前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得る活性化エネルギー導出手段と
を備えることを特徴とする昇温脱離分析装置。 Temperature control means for controlling the temperature of the solid sample in accordance with a temperature program that heats the solid sample and sets the temperature as a function that increases in inverse proportion to the linear expression of time from the temperature at time 0 ;
Detection means for detecting a signal intensity proportional to the amount of the component desorbed from the solid sample at regular intervals;
First extraction means for extracting a maximum value of the signal intensity and a first time at which the signal intensity shows a maximum value;
Second extraction means for extracting a second time indicating a signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1;
The time at which the second time is 0 is defined as the conversion time, and the first time is represented by the conversion time, or the time at which the first time is 0 is defined as the conversion time, and the conversion time is the first time. Time conversion means for representing the time of 2;
When the component desorbs from the solid sample from the first time represented by the conversion time and the predetermined positive number, or from the second time represented by the conversion time and the predetermined positive number. A temperature-programmed desorption analyzer comprising: activation energy deriving means for obtaining activation energy.
前記第2の時刻は、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す時刻のうち、前記第1の時刻より早い時刻であり、
前記時間変換手段は、前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表し、
前記活性化エネルギー導出手段は、前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得ることを特徴とする昇温脱離分析装置。 The temperature-programmed desorption analyzer according to claim 5 ,
The second time is a time earlier than the first time among the times indicating signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1,
The time conversion means uses the time when the second time is 0 as the conversion time, and the conversion time represents the first time,
The activation energy deriving means obtains activation energy when the component is desorbed from the solid sample from the first time represented by the conversion time and the predetermined positive number. Thermal desorption analyzer.
前記第2の時刻は、前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す時刻のうち、前記第1の時刻より遅い時刻であり、
前記時間変換手段は、前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表し、
前記活性化エネルギー導出手段は、前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得ることを特徴とする昇温脱離分析装置。 The temperature-programmed desorption analyzer according to claim 5 ,
The second time is a time later than the first time among the times indicating signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1,
The time conversion means uses the time when the first time is 0 as the conversion time, and represents the second time as the conversion time,
The activation energy deriving means obtains activation energy when the component is desorbed from the solid sample from the second time represented by the conversion time and the predetermined positive number. Thermal desorption analyzer.
前記所定の正数を0.5とすることを特徴とする昇温脱離分析装置。 The temperature programmed desorption analyzer according to any one of claims 5 to 7 ,
A temperature-programmed desorption analyzer characterized in that the predetermined positive number is 0.5.
前記固体試料から脱離する成分の量に比例する信号強度を一定時間ごとに検出する検出ステップと、
前記信号強度の極大値と前記信号強度が極大値を示す第1の時刻とを抽出する第1の抽出ステップと、
前記極大値に1より小さい所定の正数を乗じた信号強度を示す第2の時刻を抽出する第2の抽出ステップと、
前記第2の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第1の時刻を表すか、または前記第1の時刻を0とする時間を変換時間として、この変換時間で前記第2の時刻を表す時間変換ステップと、
前記変換時間で表された第1の時刻および前記所定の正数、または前記変換時間で表された第2の時刻および前記所定の正数から、前記成分が前記固体試料から脱離する際の活性化エネルギーを得る活性化エネルギー導出ステップと
をコンピュータに実行させる昇温脱離分析プログラム。 A temperature control step of controlling the temperature of the solid sample in accordance with a temperature program that heats the solid sample and functions as a function that increases the temperature from the temperature at time 0 in inverse proportion to the linear expression of time;
A detection step of detecting a signal intensity proportional to the amount of the component desorbed from the solid sample at regular intervals;
A first extraction step of extracting a maximum value of the signal intensity and a first time at which the signal intensity shows a maximum value;
A second extraction step of extracting a second time indicating a signal intensity obtained by multiplying the maximum value by a predetermined positive number smaller than 1;
The time at which the second time is 0 is defined as the conversion time, and the first time is represented by the conversion time, or the time at which the first time is 0 is defined as the conversion time, and the conversion time is the first time. A time conversion step representing the time of 2;
When the component desorbs from the solid sample from the first time represented by the conversion time and the predetermined positive number, or from the second time represented by the conversion time and the predetermined positive number. A thermal desorption analysis program that causes a computer to execute an activation energy deriving step for obtaining activation energy.
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