反応過程の知見を得るうえで非常に有用な手法である。超える温度を達成した。みなど、材料の微視的な情報を得るうえで非常に有用な方法である。材料開発において様々な環境下での測定が重要となる。反応過程を調べることは重要である。加熱装置(透過型X線回折装置に特化した仕様)を開発し、この装置をデバイシェラー回折計に組み合わせることで、高温状態で回折実験が行えるシステムの立ち上げを行うとともに、この装置の高度化も行った。開発した高温装置は、グラファイトヒーターを用いた非接触(輻射)で加熱を行うシステムである。まで使用することが可能である。程度までしか使用することができない。そこで、本研究では、既存のデバイシェラー回折計に変更を加えることなく、燃焼を抑える対策をおこなったので、その点に関して報告する。図1に加熱装置を示す。グラファイトヒーター。試料は、図2に示されるように、試料は円筒型の中心に設置されるため、均一に加熱することができる構造になっている。加熱装置の構成として、ヒーター部がグラファイトで、ヒートシンクとして、ボロンナイトライドシリカ(BN)とインコネルを使用している。ヒートシンクは、ヒーター台座の役割も担っている。回折線を取得することができる。グラファイトヒーターは、このヒートシンクの左右に一つずつ設置する構造になっており、入射X線および回折X線の経路には散乱体がないため(空気散乱はあるが、これは通常時と同じ)、低バックグラウンドでの計測が可能となっている。円筒型で、電極部分が台形の様な形をしている。電極部分がヒーター加熱部に比べて大きくなっているのは、体積が大きいほど、所定の温度に到達するのに必要な熱容量が増えるため、電極部分をヒーター加熱部に比べて大きくすることにより、電極部分の温度上昇を抑える設計になっている。加熱装置は、既存の回折計との取り合いを考えて、大気中で使用することを想定し製作を行った。その際、本加熱装置が既存装置に熱的な影響を与えるのかを確認した。グラファイトヒーターにコーティングしたが、さらに窒素ガス置換チャンバーを製作して、酸化対策を施し、試験測定を行った。加熱装置による回折実験は、ネオジム焼結磁石を用いて行った。ネオジム焼結磁石では、焼結中にさまざまな結晶相変化が起きることにより保磁力が向上すると考えられているが、これまで焼結中の結晶相変化を観測したという報告はほとんどなされていなので、試験的に行った。変化に着目して測定を行った。まで加熱した後の写真を示す。図3より電極部分が腐食されていることがわかる。コーティングされていない部分があるため、その部分から酸化したことが示唆される。熱に強く、酸化防止のコーティング剤として一般的に利用されるが、絶縁体であるため、リード線との接触部分に塗布することができない。以下になるような設計を行ったが、計算通りにはならなかった。あったため、ヒートシンク部からの熱流入が予想よりも大きくなり電極部分の腐食につながったと考えられる。設定した時間は10分程度である(加熱した総時間は約2時間)ため、このヒーターを長時間安定的に利用することは難しいことがわかった。既存装置に与える熱の影響調査を行ったが、特に問題ないことを確認している。図4に窒素ガスフローチャンバーを示す。この置換チャンバー内にヒーターをセットして使用する。このチャンバーは、試料(キャピラリー内に封入)を挿入するための穴が開いるため、この部分から窒素ガスが放出されることになる。窒素ガスフローチャンバー。このチャンバー内部にヒーターを設置し、試料はチャンバーの外側から挿入する構造になっている。このチャンバーの試験測定において、ヒーターの腐食は観測されなかった。コーティングしていないヒーターを用いても腐食されることはなかった。図5に、この窒素ガスフローチャンバーを用いた場合の試料位置での温度測定結果を示す。ビーム照射位置にシース熱電対を挿入して行った。以上になったことを確認している。このフローチャンバーを使用しても既存装置に特に影響を与えないことを確認している。以上の温度領域で実験ができるようになった。ガスチャンバーを利用した回折実験結果を以下に示す。ネオジム磁石を用いて測定を行った。ヒーターやガスチャンバー等によるバックグラウンドの影響は特に観測されなかった。ピークの温度依存性を示す。温度上昇に伴い回折線が低角側にシフトしている様子がわかる(格子定数が多くなるため)。リートベルト解析により、主相の格子定数を算出した結果を図7に示す。付近に変曲点があることがわかる。あるため、低温からキュリー温度付近までは磁歪の影響により膨張が抑えられているが、その後磁歪が無くなるために通常の熱膨張を示すようになったと考えられる。詳細に昇温実験を行った結果に関しては、すでに報告されているのでそちらを参照していただきたい[1]。105ピークの温度依存性。格子定数の温度依存性。以上での回折実験が安定して行えるようになったが、このヒーターの使用方法は複雑であるため、簡便に利用できるように改良する必要がある。