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EPMAとSEMの正式な違いを教えてください。
EPMAはWDS付けたSEMという認識でいいんでしょうか?
(つまりSEMとEPMAは基本的には同じということでいいんでしょうか?)

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A 回答 (1件)

EPMA, SEM, WDSという言葉をご存知なのですから,略語の説明は


無くてもよろしいですね。

EPMAはWDSを付けたSEMという認識は間違ってはいないと思います。
両者は,これまで装置の構造,電子銃などで区別されてきたものでは
ありましたが,最近では単純には割り切れなくなっています。
EPMAは特性X線の波長分散を分光結晶を利用して得ているために
チャンバーが巨大であり,これが通常のSEMと区別される最大の
特徴となります。一方,より空間分解能の高いSEMにはFE電子銃が
搭載されており,これらのことが両者を区別するよりどころと
なっていました。つまり,EPMAが有するSEM機能は,簡易型の
SEM程度というのが一般的でした。

EPMAでW電子銃を使うことが多いのは,特性X線の広がりがμmオーダ
となりますので,空間分解能を高くしても意味が無いという理由に
よりました。この理由については現在でも変わったわけではないの
ですが,最近ではFE-EPMAというものも出現してきて,両者の垣根が
低くなったようです。ナノスケールの薄膜など,観察対象の幅が
広がって来たり,FIBによるサンプリングが容易になってきたことも
関係しているでしょう(試料が薄ければ特性X線の広がりはあまり
大きくはなりませんので,空間分解能を追求する意味が出て来ます)。
WDS機能に空間分解能を求めたというよりも,WDSとして軽元素までの
分析する能力を備えるとともに,空間分解能の高いSEM観察も可能で
あるという一挙両得的に捉えることもできると思います。

蛇足ですが,FIBにSEM機能が付加されたり,STMにSEM機能が付いたり
する例が結構あるようです。
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QEPMAとEDX

EPMAとEDXの違いが分かりません。
ともに、定性、定量、マッピングなどが出来ると思いますが、測定原理などが大きく異なるのですか?

Aベストアンサー

EPMAは英語で書くとElectron Probe MicroAnalysisです。つまり電子を
入射して分析を行うという意味です。検出するのは特性X線です。

特性X線の波長(=エネルギー)は元素によってすべて異なります。
したがって,特性X線の波長が分かれば電子線が照射された元素の種類が
同定できるわけです。ただし1つの元素が放出する特性X線は,通常
1種類ではありません。元素にはK殻,L殻,M殻,・・・というように
エネルギーレベルの異なる様々な電子軌道が存在しますので,それぞれの
軌道の発生する特性X線は異なります。複数の元素が存在する場合には
これらの特性X線が重なりあうように放出されますので,波長が近い場合
には,元の元素を特定するのが難しくなります。そのため,複数の元素比
などを求めたい場合には,1つの元素が放出する複数の特性X線を用いる
必要があります。

特性X線は光と同じ電磁波です。ですから分光が可能です。分光結晶を
プリズムのように用いれば,波長の異なる特性X線の放出角度が変えられ
ます。この位置情報を検出器で計測するのがWDSまたはWDXと呼ばれる
手法(波長分散型分光)です。検出したい元素によって検出器の角度を
変えなければなりませんが,特性X線が重なり合うように放出されても
精度よく分解できますので,定量性に優れ,微量な元素や軽元素の検出
に威力を発揮します。ただし測定には時間がかかります。狭義では,
WDSだけをEPMAと呼ぶ場合がありますが,原理と英語の意味を考えれば,
WDSとEDSはどちらもEPMAと呼んで差し支えありません。

波長にプランク定数を乗算するとエネルギーとなりますので,波長では
なくて,エネルギーを検出することでも特性X線を放出した元素の種類が
分かります。これがEDSまたはEDXと呼ばれる手法(エネルギー分散型
分光)です。WDSのようなデータの信頼性はありませんが,一度に多くの
元素を同定でき,測定時間も比較的短いので,2次元的な元素マップなど
の定性的な分析に威力を発揮します。WDSのように分光結晶や回転機構
などの特殊な装置が不要で,通常のSEMに検出器をつけただけで測定
できるという手軽さも利点でしょう。

EPMAは英語で書くとElectron Probe MicroAnalysisです。つまり電子を
入射して分析を行うという意味です。検出するのは特性X線です。

特性X線の波長(=エネルギー)は元素によってすべて異なります。
したがって,特性X線の波長が分かれば電子線が照射された元素の種類が
同定できるわけです。ただし1つの元素が放出する特性X線は,通常
1種類ではありません。元素にはK殻,L殻,M殻,・・・というように
エネルギーレベルの異なる様々な電子軌道が存在しますので,それぞれの
軌道の発生する特性X線...続きを読む

Qミラー指数:面間隔bを求める公式について

隣接する2つの原子面の面間隔dは、ミラー指数hklと格子定数の関数である。立方晶の対称性をもつ結晶では

d=a/√(h^2 + k^2 + l^2) ・・・(1)

となる。

質問:「(1)式を証明せよ」と言われたのですが、どうすれば言いかわかりません。やり方を教えてもらえませんか_| ̄|○

Aベストアンサー

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベクトルと全く同じになります。すなわち立方晶の(111)面の法線ベクトルは(1,1,1)ですし、(100)面の法線ベクトルは(1,0,0)です。法線ベクトルなら「ミラー指数」よりずっと親しみがあり解けそうな気分になると思います。

さて(hkl)面に相当する平面の方程式を一つ考えてみましょう。一番簡単なものとして
hx + ky + lz=0  (1)
があります。(0,0,0)を通る平面で法線ベクトルは(h,k,l)です。
これに平行な、隣の平面の式はどうでしょうか。
hx + ky + lz = a  (2a)
hx + ky + lz = -a  (2b)
のいずれかです。これがすぐ隣の平面である理由(そのまた間に他の平面が存在しない理由)は脚注*2に補足しておきました。
点と直線の距離の公式を使えば、題意の面間隔dは原点(0,0,0)と平面(2a)の間隔としてすぐに
d=a/√(h^2+k^2+l^2)  (3)
と求められます。

点と直線の距離の公式を使わなくとも、次のようにすれば求められます。
原点Oから法線ベクトル(h,k,l)の方向に進み、平面(2a)とぶつかった点をA(p,q,r)とします。
OAは法線ベクトルに平行ですから、新たなパラメータtを用いて
p=ht, q=kt, r=lt  (4)
の関係があります。
Aは平面(2a)上の点でもありますから、(4)を(2a)に代入すると
t(h^2+k^2+l^2)=a
t=a/(h^2+k^2+l^2)  (5)
を得ます。
ここにOAの長さは√(p^2+q^2+r^2)=|t|√(h^2+k^2+l^2)なので、これを(5)に代入して
|a|/√(h^2+k^2+l^2)  (6)
を得ます。OAの長さは面間隔dにほかならないので、(3)式が得られたことになります。

bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。

*1 (h, k, l)の組が共通因数を持つ場合には、共通因数で割り互いに素になるようにします。例えば(111)面とは言いますが(222)面なる表現は使いません。
*2 左辺はhx+ky+lzでよいとして、なぜ右辺がaまたは-aと決まるのか(0.37aや5aにならないのは何故か)は以下のように説明されます。
平面をhx+ky+lz = C (Cはある定数)と置きます。この平面は少なくとも一つの格子点を通過する必要があります。その点を(x0,y0,z0)とします。
h,k,lはミラー指数の定義から整数です。またx0,y0,z0はいずれもaの整数倍である必要があります(∵格子点だから)。すると右辺のCも少なくともaの整数倍でなければなりません。
次に右辺の最小値ですが、最小の正整数は1ですから平面hx + ky + lz = aが格子点を通るかどうかを調べ、これが通るなら隣の平面はhx + ky + lz = aであると言えます。このことは次の命題と等価です。
<命題>p,qが互いに素な整数である場合、pm+qn=1を満たす整数の組(m,n)が少なくとも一つ存在する
<証明>p,qは正かつp>qと仮定して一般性を失わない。
p, 2p, 3p,...,(q-1)pをqで順に割った際の余りを考えてみる。
pをqで割った際の余りをr[1](整数)とする。同様に2pで割った際の余りをr[2]・・・とする。
これらの余りの集合{r[n]}(1≦n≦(q-1))からは、どの二つを選んで差をとってもそれはqの倍数とは成り得ない(もし倍数となるのならpとqが互いに素である条件に反する)。よって{r[n]}の要素はすべて異なる数である。ところで{r[n]}は互いに異なる(q-1)個の要素から成りかつ要素は(q-1)以下の正整数という条件があるので、その中に必ず1が含まれる。よって命題は成り立つ。

これから隣の平面はhx + ky + lz = aであると証明できます。ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。証明抜きで単に「隣の平面はhx + ky + lz = aである」と書くだけでよいと思います。

参考ページ:
ミラー指数を図なしで説明してしまいましたが、図が必要でしたら例えば
http://133.1.207.21/education/materdesign/
をどうぞ。「講義資料」から「テキスト 第3章」をダウンロードして読んでみてください。(pdfファイルです)

参考URL:http://133.1.207.21/education/materdesign/

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベ...続きを読む

Qエクセルの散布図のX軸に文字を表示したいのですが、どうしたらよいのでしょうか?

エクセルの散布図を使って、下の表をグラフにしたいと思ってます。
a  a1
b  a2
c  a3

この場合、そのまま折れ線グラフにすると、X軸にしっかり、a,b,cと出てくるのですが、散布図の場合は、X軸が1,2,3となってしまって、セル内の文字が表示されません。

X軸の目盛りに、セル内の文字を表示させるにはどうしたらよいのでしょうか?お願いいたします。

Aベストアンサー

残念ですが散布図では不可能です。
そもそもグラフの概念が違います。
散布図は変数領域に対するもう一方の変数の領域を見るためのグラフです。
主に物の寸法バラツキに対する、出力される数値などの相関性を見るために使用するので、要素は全て変数なんです。

質問内容のグラフは、モノに対する物量をあらわすという考え方がありますので、X軸は必然的に固有名詞になります。
この場合、散布図ではなく折れ線グラフで表すのが普通ですね。(2軸の折線でなくても可能)
Y軸要素が2つまでなら、Y1軸とY2軸に分けて要素振り分けが可能です。3つ以上ですと、EXCELでは不可能でしょう。
また、X軸の名称は同列の高い順に並びますので、連続性がある場合は、グラフの元データは上から順番に記入していかなくてはなりません。

Qステンレスの色は高温で変化しますか?

タイトル通りなのですが、
ステンレス(SUS304)のパイプをヒーター等を巻いて加熱したところ、
色が茶色っぽく変化しました。

これは酸化なのでしょうか? 
どういう理由(メカニズム)で色が変わるのか教えてください。

Aベストアンサー

 ご存知の通り、ステンレススチールとは鉄、クローム、ニッケルで構成された合金ですが、その組成比率にはいろいろなものがあります。ここで取り上げられたSUS304は、クロームを18%、ニッケルを8%とそれぞれ含んだ鉄系の合金をさして言いますので、別名では18-8ステンレスとも呼ばれます。

 一般的にステンレススチールが錆び難いのは、素材の表面部分で大気に直接接したクローム分が大気中の酸素と結びついて表面に不動態皮膜を形成することで素材内部の腐食を防いでいるためです。

 ところで、金属にはそれぞれ固有の色がありますが、これは金属表面からの反射光の干渉によって生じるものですが、酸化皮膜を形成する種類の金属では皮膜の厚さによって色調が変化し、さらに鉄材(鋼材)の場合には、酸化皮膜は加熱した温度によっても変化します。

 こうした変色現象を通常「テンパーカラー」と呼んでいますが、ステンレススチールに生じるテンパーカラーは、素材に含まれる鉄分が大気中の酸素と結びついて出来た酸化皮膜です。およそ300℃から500℃ぐらいで変色が始まりますが、加熱温度を上げると一般的に酸化皮膜は厚くなり、これにともなって色調もより濃くなります。

 最近ではテンパーカラーを利用してステンレススチールに着色をすることが広く行われていますが、ただひとつ問題なのは、テンパーカラーが鉄分の酸化によって出来ていることで、前述のように「クローム分が表面に不動態皮膜を形成することで素材の腐食を防ぐ」というステンレススチールならではの耐食性がそのままでは保てないといった欠点が生じることです。
 
 このため、加工によって生じたテンパーカラーの部分を再度研磨して落としてしまい、クローム分が表面に不動態皮膜を形成しやすくして、元々のステンレススチールならではの耐食性を取り戻させるか、あるいはテンバーカラーを応用した製品などでは別に耐蝕処理をするか塗装によって耐蝕性を高めるようなこともします。

 ご存知の通り、ステンレススチールとは鉄、クローム、ニッケルで構成された合金ですが、その組成比率にはいろいろなものがあります。ここで取り上げられたSUS304は、クロームを18%、ニッケルを8%とそれぞれ含んだ鉄系の合金をさして言いますので、別名では18-8ステンレスとも呼ばれます。

 一般的にステンレススチールが錆び難いのは、素材の表面部分で大気に直接接したクローム分が大気中の酸素と結びついて表面に不動態皮膜を形成することで素材内部の腐食を防いでいるためです。

 と...続きを読む

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

QE=mc²などの二乗をどのように発音しますか

二乗、三乗などを英語でどのように発音するのでしょうか。
少し説明しなければならない場面があり、困りました。教えていただければ幸いです。

Aベストアンサー

累乗の英語表現は一般的には "to the third (power)" などと言います。2の3乗なら two to the third (power) というわけです。ただし2乗、3乗などは squared, cubed という言い方が出来ます。

c^2 = c squared または c to the second (power)
x^3 = x cubed または x to the third (power)
x^n = x to the n-th (power) または x to the n

備考:equals = is equal to。


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