(57)【要約】【課題】電子顕微鏡を用いた鉄鋼材料の微細構造の観察に適した電子顕微鏡観察用試料の作製方法を提供する。【解決手段】電子顕微鏡による鉄鋼材料の観察に用いる電子顕微鏡観察用試料の作製方法であって、鉄鋼材料を電解研磨して得た電解研磨試料に、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液、或いは、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下のアスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液を用いて表面処理を施す表面処理工程と、表面処理工程を経た電解研磨試料を乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする、電子顕微鏡観察用試料の作製方法である。【選択図】図１
2012127815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡による鉄鋼材料の観察に用いる電子顕微鏡観察用試料の作製方法であって、
鉄鋼材料を電解研磨して得た電解研磨試料に、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液、或いは、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下のアスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液を用いて表面処理を施す表面処理工程と、
前記表面処理工程を経た電解研磨試料を乾燥させる乾燥工程と、
を含むことを特徴とする、電子顕微鏡観察用試料の作製方法。
【請求項２】
前記表面処理工程の前に、前記電解研磨試料を水で洗浄する水洗浄工程および前記電解研磨試料をアルコール溶液で洗浄するアルコール洗浄工程の少なくとも一方を含むことを特徴とする、請求項１に記載の電子顕微鏡観察用試料の作製方法。
【請求項３】
前記乾燥工程において、電解研磨試料の表面に付着した前記水溶液の一部を吸水材料で除去した後、電解研磨試料上に残った水分を蒸発させることを特徴とする、請求項１または２に記載の電子顕微鏡観察用試料の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子顕微鏡観察用試料の作製方法に関し、特に、鉄鋼材料を電子顕微鏡で観察する際に用いる電子顕微鏡観察用試料の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄鋼材料の構造解析や元素分析等には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などの電子顕微鏡が用いられている。そして、特に、ＴＥＭで鉄鋼材料を観察する際には、観察用の試料（鉄鋼材料）に電子線を透過させ、透過した電子線を磁界レンズにより結像させて拡大像を得る必要があるので、高分解能で観察を実施するために鉄鋼材料を１００ｎｍ以下、好ましくは数１０ｎｍ以下の厚さまで薄膜化して観察用試料としている。
【０００３】
ここで、一般に、鉄鋼材料を薄膜化して電子顕微鏡観察用の試料を調製する方法としては、電解研磨法が広く用いられている。そして、この電解研磨法によれば、陽極としての鉄鋼材料と陰極との間に電圧を印加しつつ陽極（鉄鋼材料）に電解液を接触させ、鉄鋼材料を研磨して薄膜化した後、薄膜化した試料を水やアルコール等で洗浄することにより、試料に対して新たな歪を導入することなく、厚さ数１０ｎｍ以下の極薄領域を有する電子顕微鏡観察用の薄膜試料が得られる（例えば、非特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかし、電解研磨法には、試料の表面に電解液を接触させて試料を研磨するため（即ち、湿式法であるため）、試料の洗浄方法や保管方法に起因する試料表面の新たな酸化や汚染が避けられないという問題があった。そして、このような試料表面の酸化や汚染は、高分解能での試料表面の観察の妨げになっていた。
【０００５】
そこで、試料表面の酸化皮膜や汚染を除去して試料表面を清浄化する方法として、電解研磨後の試料表面をアルゴンイオンスパッタリングで物理的に清浄化する方法や、電解研磨後の試料表面に付着した炭化水素系の汚れをＡｒ−Ｏ２混合ガスのプラズマで除去する方法が提案されている。
【０００６】
一方、近年の電子顕微鏡の性能の飛躍的向上に伴い、電子顕微鏡を用いた鉄鋼材料の構造解析や元素分析の分野では、従来の電子顕微鏡では観察することができなかった鉄鋼材料中の微細析出物の挙動等を観察して、鉄鋼材料の微細構造が鉄鋼材料の品質に及ぼす影響を把握し得るようになった。そのため、近年は、ナノメートルサイズ（数ナノメートル以下）はもちろんのこと、１ｎｍ以下の微細な構造の観察に適した電子顕微鏡観察用の試料調製方法が求められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「電子顕微鏡試料技術集」、日本電子顕微鏡学会関東支部、誠文堂、新光社、１９７０年、ｐ．１３７
【非特許文献２】「電子顕微鏡基礎技術と応用1995  試料作製の先端技術」、第６回電顕サマースクール実行委員会、学際企画、１９９５年、ｐ．１６５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特に鉄鋼材料に関して、アルゴンイオンスパッタリングを用いた清浄化方法には、試料中へのアルゴンイオンの打ち込みや、イオン照射による試料表面の損傷が発生するという問題に加え、スパッタリングにより露出した新しい試料表面の活性が非常に高いため、清浄化した試料を電子顕微鏡へ導入するまでの間に試料表面が再び酸化してしまうという問題がある。また、Ａｒ−Ｏ２混合ガスのプラズマを用いた清浄化方法には、Ａｒ（アルゴン）とＯ２（酸素）との混合ガスを用いるため、試料表面の酸化が促進されてしまうという問題がある。
【０００９】
そのため、上記従来の清浄化方法により電解研磨後の鉄鋼材料等の試料表面を清浄化して電子顕微鏡観察用の試料を調製した場合には、高分解能で微細構造を観察するのに適した試料を得ることができなかった。即ち、上記従来の清浄化方法を用いて調製した試料では、表面清浄化後または表面清浄化時の試料表面の酸化により、電子顕微鏡でナノメートルサイズ以下の微細構造を十分に観察することができなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、電子顕微鏡を用いた鉄鋼材料の微細構造の観察に適した電子顕微鏡観察用試料の作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、鉄鋼材料中のナノメートルサイズ以下の微細構造の観察を可能にする電子顕微鏡観察用試料の作製方法を提供することを目的として、鋭意研究を行った。そして、従来の試料調製方法では、電解研磨後の試料の表面に不可避的に形成される自然酸化皮膜の結晶性が高く、該結晶性の酸化皮膜の形成により微細構造の観察が困難になっていると推察されること、および、電解研磨後の試料に所定の処理液を付着させた後に乾燥することで、結晶性の酸化皮膜の形成による微細構造観察への影響を低減し得ることを見出し、本発明を完成させた。
【００１２】
即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法は、電子顕微鏡による鉄鋼材料の観察に用いる電子顕微鏡観察用試料の作製方法であって、鉄鋼材料を電解研磨して得た電解研磨試料に、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液、或いは、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下のアスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液を用いて表面処理を施す表面処理工程と、前記表面処理工程を経た電解研磨試料を乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
ここで、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法は、前記表面処理工程の前に、前記電解研磨試料を水で洗浄する水洗浄工程および前記電解研磨試料をアルコール溶液で洗浄するアルコール洗浄工程の少なくとも一方を含むことが好ましい。
【００１４】
また、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法は、前記乾燥工程において、電解研磨試料の表面に付着した前記水溶液の一部を吸水材料で除去した後、電解研磨試料上に残った水分を蒸発させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法によれば、鉄鋼材料中のナノメートルサイズ以下の微細構造の観察に適した電子顕微鏡観察用試料を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従う代表的な電子顕微鏡観察用試料の作製方法を用いて電子顕微鏡観察用試料を作製する際の処理フローである。
【図２】０．１質量％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬した後に乾燥させた電解研磨試料のＴＥＭ写真であり、（ａ）は乾燥直後の試料のＴＥＭ写真、（ｂ）は乾燥後にデシケーター内で１０日間保管した試料のＴＥＭ写真である。
【図３】エタノール溶液に浸漬した後に乾燥させた電解研磨試料のＴＥＭ写真であり（ａ）は乾燥直後の試料のＴＥＭ写真、（ｂ）は乾燥後にデシケーター内で１０日間保管した試料のＴＥＭ写真である。
【図４】電子顕微鏡観察用試料に形成された酸化皮膜の状態を評価する方法を説明する図であり、（ａ）は従来の試料作製方法に従い作製した電子顕微鏡観察用試料の制限視野電子回折図形であり、（ｂ）は酸化皮膜に起因する禁制反射の強度Ｐとバックグラウンド強度Ｂとの比Ｐ／Ｂの算出方法を説明するグラフである。
【図５】（ａ）は本発明の試料作製方法の一例に従い作製した電子顕微鏡観察用試料の制限視野電子回折図形であり、（ｂ）は酸化皮膜に起因する禁制反射の強度Ｐとバックグラウンド強度Ｂとの比Ｐ／Ｂの算出方法を説明するグラフである。
【図６】アルゴンイオンスパッタリングで表面を物理的に清浄化した電子顕微鏡観察用試料の制限視野電子回折図形である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法は、電解研磨後の試料を所定の処理液で表面処理した後に乾燥することで、試料表面での結晶性の酸化皮膜の形成による微細構造観察への悪影響を低減し得るという本発明者らの知見に基づくものである。
【００１８】
ここで、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法の一例は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の電子顕微鏡で鉄鋼材料を観察し、鉄鋼材料の構造解析や元素分析等を実施する際の試料作製に用いられる。
【００１９】
そして、この一例の電子顕微鏡観察用試料の作製方法では、処理フローを図１に示すように、鉄鋼材料を電解研磨して薄膜化し、電解研磨試料を調製した後（電解研磨工程（Ｓ１））、調製した電解研磨試料に対して任意に水洗浄工程（Ｓ２）、メタノール洗浄工程（Ｓ３）、エタノール洗浄工程（Ｓ４）を施す。そして、エタノール洗浄工程（Ｓ４）を施した電解研磨試料の表面を所定の処理液で表面処理した後（表面処理工程（Ｓ５））、試料を乾燥させて電子顕微鏡観察用の試料を得る（乾燥工程（Ｓ６））。
【００２０】
電解研磨工程（Ｓ１）は、観察対象の鉄鋼材料を陽極とし、陽極（鉄鋼材料）と陰極との間に電圧を印加しつつ陽極（鉄鋼材料）に電解液を接触させることにより、鉄鋼材料を研磨して薄膜化する工程である。そして、この電解研磨工程（Ｓ１）では、観察対象の鉄鋼材料が、例えば２００〜３００ｋＶの加速電圧を有するＴＥＭでの観察に適した厚さ、具体的には１００ｎｍ以下、好ましくは数１０ｎｍ以下の厚さまで薄膜化され、電解研磨試料となる。
【００２１】
なお、鉄鋼材料の電解研磨は、特に限定されることなく、市販のツインジェットタイプの電解研磨装置や、電解液を満たしたビーカー内に電極を配置して行う窓枠法を用いて実施することができる。また、電解研磨条件（電解液の種類、陰極材質、印加電圧、電解液温度など）は既知の条件とすることができる。
【００２２】
水洗浄工程（Ｓ２）は、電解研磨工程（Ｓ１）で得た電解研磨試料の表面に付着している電解液を除去し、電解研磨試料の表面に残存する電解液により試料が汚染されるのを防止するための工程である。そして、水洗浄工程（Ｓ２）では、例えば、電解研磨装置から取り出した電解研磨試料を試料ホルダーごと蒸留水中に浸漬して、速やかに電解液を洗い流す。なお、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法では、蒸留水を用いた水洗浄の代わりに、メタノール等の有機溶媒を用いた洗浄により電解研磨試料表面の電解液を洗い流しても良い。
【００２３】
メタノール洗浄工程（Ｓ３）およびエタノール洗浄工程（Ｓ４）は、メタノールやエタノールなどのアルコール溶液を用いて、水洗浄工程（Ｓ２）では除去しきれなかった電解液や、水洗浄工程（Ｓ２）で電解研磨試料の表面に付着した水分等を除去し、試料が汚染されるのを防止するための工程である。そして、メタノール洗浄工程（Ｓ３）では、試料ホルダーから取り外した電解研磨試料をピンセット等で保持してメタノール溶液中に例えば１０秒以上浸漬して、電解液や蒸留水を洗い流す。また、エタノール洗浄工程（Ｓ４）では、メタノール洗浄工程と同様に、ピンセット等で保持した電解研磨試料をエタノール溶液中に例えば１０秒以上浸漬して、電解液や、蒸留水や、メタノールを洗い流す。なお、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法では、メタノールやエタノール等のアルコール溶液を用いたアルコール洗浄の代わりに、蒸留水を用いた水洗浄を用いても良い。
【００２４】
表面処理工程（Ｓ５）は、電解研磨試料の表面を所定の処理液で表面処理する工程である。具体的には、表面処理工程（Ｓ５）では、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下、好ましくは０．１質量％以上０．２質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液、或いは、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下、好ましくは０．１質量％以上０．２質量％以下のアスコルビン酸（Ｃ６Ｈ８Ｏ６）またはアスコルビン酸塩の水溶液を電解研磨試料の表面に付着させて、電解研磨試料の表面を処理する。
【００２５】
ここで、電解研磨試料の表面処理に用いる水酸化ナトリウム水溶液の濃度が０．１質量％未満の場合には、後に詳細に説明する乾燥工程（Ｓ６）の後に試料の表面に結晶性の高い酸化皮膜が形成されてしまい、電子顕微鏡で微細構造をクリアに観察するのが困難となる。また、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が０．５質量％超の場合には、乾燥工程（Ｓ６）の後に試料表面に多量の水酸化ナトリウムが残存してしまい、電子顕微鏡で微細構造をクリアに観察するのが困難となる。
【００２６】
また、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液の濃度が０．１質量％未満の場合には、乾燥工程（Ｓ６）の後に試料の表面に結晶性の高い酸化皮膜が形成されてしまい、電子顕微鏡で微細構造をクリアに観察するのが困難となる。また、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液の濃度が０．５質量％超の場合には、乾燥工程（Ｓ６）の後に試料表面に多量のアスコルビン酸またはアスコルビン酸塩が残存してしまい、電子顕微鏡で微細構造をクリアに観察するのが困難となる。なお、表面処理工程（Ｓ５）で用いるアスコルビン酸塩としては、アスコルビン酸ナトリウム等が挙げられる。
【００２７】
なお、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法において、表面処理工程で用いる各種水溶液は、公知の方法を用いて調整することが可能である。簡便な例としては、得られる水溶液の質量を１００質量％として、所定量の固体状の水酸化ナトリウム、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の特級試薬を純水に溶解したり、市販の高濃度水溶液を所定濃度まで希釈したりすることで各種水溶液を調整することができる。また、表面処理工程で用いられている各種水溶液の濃度は、公知の方法を用いて測定することが可能である。具体的には、測定対象溶質の濃度測定に適した中和滴定法やイオンクロマト法などを用いて各種水溶液の濃度を測定することができ、いずれの方法を選択するかは、水溶液の状態にあわせて適宜決定すればよい。
【００２８】
そして、表面処理工程（Ｓ５）では、例えば、エタノール洗浄後の電解研磨試料をピンセット等で保持し、上記濃度の水酸化ナトリウム水溶液中、或いは、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液中に例えば１０秒以上浸漬して、電解研磨試料に表面処理を施す。
【００２９】
乾燥工程（Ｓ６）は、表面処理工程（Ｓ５）において水酸化ナトリウム水溶液、或いは、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液を表面に付着させた電解研磨試料を乾燥する工程である。そして、この乾燥工程（Ｓ６）では、水酸化ナトリウム水溶液中、或いは、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の水溶液中から引き上げた電解研磨試料を速やかに乾燥する。
【００３０】
ここで、この乾燥工程（Ｓ６）では、試料の状況にあわせて公知の乾燥方法を適宜選択して実施すればよい。具体的には、水溶液から引き上げた電解研磨試料をドライヤー等の強風で直接乾燥させても良いし、電解研磨試料上に液滴などの状態で付着している水溶液の一部を吸水材料に吸わせて除去した後に、６０℃程度の恒温室内で試料上に残った水分を蒸発させて乾燥させても良い。なお、電解研磨試料上に付着している水溶液の一部を吸水材料で除去すれば、電解研磨試料を迅速に乾燥することができると共に、試料表面に残存する水酸化ナトリウム、或いは、アスコルビン酸またはアスコルビン酸塩の量を適当な量とすることができるので、作製した試料の微細構造を電子顕微鏡で更にクリアに観察することができる。
【００３１】
そして、上述した試料作製方法に従い作製した電子顕微鏡観察用試料によれば、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下の水酸化ナトリウム水溶液、或いは、濃度０．１質量％以上０．５質量％以下のアスコルビン酸（Ｃ６Ｈ８Ｏ６）またはアスコルビン酸塩の水溶液で電解研磨試料の表面を処理した後に、電解研磨試料を乾燥させているので、鉄鋼材料中のナノメートルサイズ以下の微細構造の観察に適した電子顕微鏡観察用試料を提供することができる。従って、作製した電子顕微鏡観察用試料を例えばＴＥＭで観察することにより、図２（ａ），（ｂ）に示すような、幅１ｎｍ未満、長さ５〜１０ｎｍの線状コントラストで示される微細析出物が明確に視認できるＴＥＭ写真を得て、ナノメートルサイズ以下の微細析出物の挙動を観察することができる。なお、図２（ａ）は、作製した電子顕微鏡観察用試料を直ぐにＴＥＭで観察した際のＴＥＭ写真であり、図２（ｂ）は、作製した電子顕微鏡観察用試料をデシケーター内で１０日間保管した後にＴＥＭで観察した際のＴＥＭ写真である。この図２（ａ）および（ｂ）より、上述した試料作製方法に従い作製した電子顕微鏡観察用試料によれば、電解研磨および洗浄を実施した直後の理想的な試料表面に近い表面状態を維持して試料を保管し得ることが分かる。
【００３２】
ここで、本発明の試料作製方法に従い作製した電子顕微鏡観察用試料でナノメートルサイズ以下の微細構造の観察が可能になる理由については明らかではないが、本発明者らの検討によれば、試料の表面に不可避的に形成される酸化皮膜の結晶性が低く（即ち、酸化皮膜が非晶質に近く）、ＴＥＭ画像に酸化皮膜起因のコントラストが生じないためであると推察される。
【００３３】
なお、本発明の試料作製方法に従い作製した電子顕微鏡観察用試料の酸化皮膜の方が、電解研磨した鉄鋼材料を水やアルコール溶液で洗浄した後、そのまま乾燥させ、或いは、乾燥させた後にアルゴンイオンスパッタリングやＡｒ−Ｏ２混合ガスのプラズマを用いた清浄化方法により表面を清浄化する従来の試料作製方法で作製した電子顕微鏡観察用試料の酸化皮膜よりも結晶性が低い点は、本発明者らの以下の研究により初めて明らかとなっている。
【００３４】
具体的には、本発明者らは、従来の試料作製方法に従い作製した鉄鋼材料製の試料と、本発明の試料作製方法の一例に従い作製した鉄鋼材料製の試料との双方について、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、フェライト相の[００１]方向から制限視野電子回折図形を取得した。なお、図４（ａ）に示す制限視野電子回折図形は、従来の試料作製方法（エタノール洗浄後に乾燥）に従い作製した試料の制限視野電子回折図形であり、図５（ａ）に示す制限視野電子回折図形は、本発明の試料作製方法の一例（エタノール洗浄後に０．５質量％ＮａＯＨ水溶液で表面処理してから乾燥）に従い作製した試料の制限視野電子回折図形である。そして、図４（ａ）、図５（ａ）に示す２本の矢印の先端同士を結んだ直線上（図４（ａ）では左上がりの直線上、図５（ａ）では右上がりの直線上）で結晶性の酸化皮膜に起因する禁制反射（白抜き三角形「△」で示した部分）の強度Ｐと、バックグラウンド強度Ｂとの比（Ｐ／Ｂ）をそれぞれ求めたところ（図４（ｂ）および図５（ｂ）参照）、従来の試料作製方法で作製した試料の方がＰ／Ｂ比が大きく、表面に形成された酸化皮膜の結晶性が高いことが明らかとなった。また、本発明の試料作製方法の一例で作製した試料では、Ｐ／Ｂ比が非常に小さく、酸化皮膜の結晶性が低いことが明らかとなった。
【００３５】
なお、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法は、上記した一例に限定されることなく、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法には、適宜変更を加えることができる。具体的には、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法では、水洗浄工程、メタノール洗浄工程およびエタノール洗浄工程の実施順序は任意の順序とすることができる。また、水洗浄工程、メタノール洗浄工程およびエタノール洗浄工程は、必要に応じて実施すれば良く、省略しても良い。更に、本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法に従い作製した試料は、保管後に追加の洗浄が不要な保管方法を用いて保管することができ、作製した試料は、例えば真空デシケーターや、不活性ガスで置換したデシケーター中で保管することができる。
【実施例１】
【００３６】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３７】
（試験例１）
まず、厚さ２．５ｍｍの熱延板（引張り強度８００ＭＰａ級のフェライト鋼）から１０ｍｍ角の試料を切り出し、機械研磨によって厚さ５００μｍまで薄くした。その後、機械研磨した試料を手研磨によって厚さ６０μｍまで薄膜化した後、形状を整えてツインジェット電解研磨装置（Ｔｅｎｕｐｏｌ ５ Ｓｔｒｕｅｒｓ社製）の試料ホルダーに装填し、電解研磨を行って電解研磨試料を得た。なお、電解研磨は、過塩素酸と、エタノールと、ブチルセロソルブとの混合液（Ａ３電解液）を電解液として使用し、−３０℃に冷却した条件下、電圧２０Ｖで実施した。
次に、作製した電解研磨試料をツインジェット電解研磨装置から試料ホルダーごと取り外し、メタノール溶液中で電解研磨試料を試料ホルダーと共に洗浄した。その後、試料ホルダーから電解研磨試料を速やかに取り外し、別途準備したメタノール溶液およびエタノール溶液に順次試料を浸漬して洗浄した後、濃度０．１質量％の水酸化ナトリウム水溶液中に試料を浸漬し、電解研磨試料の表面を処理した。ここで、水酸化ナトリウムの水溶液は、関東化学(株)製の顆粒状の水酸化ナトリウム（特級試薬）を、所定の質量％（本試験例では、得られる水溶液を１００質量％とした）となる量だけ純水に溶解して希薄水溶液とすることで、準備した。
最後に、水酸化ナトリウム水溶液から試料を引き上げ、試料に付着している水酸化ナトリウム水溶液の一部をろ紙で吸い取った後、試料をドライヤーで乾燥させて電子顕微鏡観察用試料とした。
そして、得られた電子顕微鏡観察用試料について、表面の酸化皮膜の結晶性および微細析出物視認性を下記の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００３８】
（試験例２〜１０）
電解研磨試料の表面処理を表１に示す処理液を用いて実施した以外は、試験例１と同様にして電子顕微鏡観察用試料を作製した。
そして、得られた電子顕微鏡観察用試料について、表面の酸化皮膜の結晶性および微細析出物視認性を試験例１と同様の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００３９】
＜酸化皮膜の結晶性＞
作製直後の電子顕微鏡観察用試料、および、デシケーター内で１０日間保管した後の電子顕微鏡観察用試料のそれぞれについて、ＴＥＭを用いてφ５μｍの領域から制限視野電子回折図形を得た。なお、電子ビームの入射方位は［００１］bccとした。得られた制限視野電子回折図形の一例を図４（ａ）に示す。
そして、得られた制限視野電子回折図形について、図４（ａ）に示す２本の矢印の先端同士を結んだ直線上での禁制反射（本来の体心立方構造では現れない回折強度；図４（ａ）中に白抜き三角形「△」で指示）の強度Ｐと、バックグラウンド強度Ｂとの比（Ｐ／Ｂ）を、図４（ｂ）に示すようにして求めた。結果を表１に示す。
なお、表１中、「◎」はＰ／Ｂの値が０以上０．２以下で酸化皮膜の結晶性が低いことを示し、「○」はＰ／Ｂの値が０．２超０．４以下で酸化皮膜の結晶性が比較的低いことを示し、「△」はＰ／Ｂの値が０．４超０．６以下で酸化皮膜の結晶性が比較的高いことを示し、「×」はＰ／Ｂの値が０．６超で酸化皮膜の結晶性が高いことを示す。
＜微細析出物視認性＞
デシケーター内で１０日間保管した後の電子顕微鏡観察用試料について、ＴＥＭを用いて試料表面を観察した。そして、実際の顕微鏡像中での微細析出物視認性を評価した。結果を表１に示す。なお、表１中では、得られた顕微鏡画像を２値化して微細析出物のみを抽出できた試料を「良好」とし、酸化皮膜起因のコントラストが邪魔で２値化（微細析出物のみの抽出）ができなかった試料を「不良」とし、試料表面に処理液起因の析出物などの汚れが発生してしまった試料を「不良（汚れ発生）」とした。
また、作製直後の試料のＴＥＭ写真およびデシケーター内で１０日間保管した後の試料のＴＥＭ写真を撮影した。作製直後の試験例１および試験例７の試料のＴＥＭ写真をそれぞれ図２（ａ）および図３（ａ）に示し、デシケーター内で１０日間保管した後の試験例１および試験例７の試料のＴＥＭ写真をそれぞれ図２（ｂ）および図３（ｂ）に示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１より、濃度０．１質量％の水酸化ナトリウム水溶液（試験例１）、濃度０．５質量％の水酸化ナトリウム水溶液（試験例２）、濃度０．１質量％のアスコルビン酸水溶液（試験例４）、濃度０．５質量％のアスコルビン酸水溶液（試験例５）を用いて表面処理を行った試料は、結晶性の高い酸化皮膜の形成が抑制されており、微細析出物の視認性に優れていることが分かる。
また、濃度１．０質量％の水酸化ナトリウム水溶液（試験例３）、濃度０．８質量％のアスコルビン酸水溶液（試験例６）を用いて表面処理を行った試料は、結晶性の高い酸化皮膜の形成は抑制されるものの、表面に汚れが発生し、微細析出物の視認性が低下してしまうことが分かる。
更に、エタノール（試験例７）、蒸留水（試験例８）、濃度０．５質量％のクロム酸水溶液（試験例９）、濃度１．０質量％のクロム酸水溶液（試験例１０）を用いて表面処理を行った試料は、結晶性の高い酸化皮膜が形成され、微細析出物の視認性が悪化することが分かる。
【００４２】
また、図２および３より、エタノールを用いて表面処理を行った試料（試験例７）では、結晶性の酸化被膜の形成に起因すると推察されるコントラストが視野全体に発生し、微細析出物の視認性が悪化しているのに対して、濃度０．１質量％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて表面処理を行った試料（試験例１）では、コントラストの発生が少なく、幅１ｎｍ未満、長さ５〜１０ｎｍの線状コントラストで示される微細析出物の視認性が良好であることが分かる。
【実施例２】
【００４３】
（試験例１１）
イオンミリング装置を使用し、試験例７で作製した試料の表面をアルゴンイオンスパッタリングして電子顕微鏡観察用試料とした（比較例）。そして、作製直後の試料について、ＴＥＭを用いてφ５μｍの領域から制限視野電子回折図形を得た。得られた制限視野電子回折図形を図６に示す。
【００４４】
また、試験例２で作製した試料（発明例）および試験例７で作製した試料（比較例）についても、試料作製直後に同様にして制限視野電子回折図形を得た。試験例２の試料の制限視野電子回折図形を図５（ａ）に示し、試験例７の試料の制限視野電子回折図形を図４（ａ）に示す。
【００４５】
図５（ａ）より、濃度０．５質量％の水酸化ナトリウム水溶液（試験例２）を用いて表面処理を行った試料は、禁制反射が弱く、結晶性の高い酸化皮膜の形成が抑制されていることが分かる。一方、図４（ａ）および図６より、エタノール（試験例７）やアルゴンイオンスパッタリング（試験例１１）を用いて表面処理を行った試料は、禁制反射が強く、結晶性の高い酸化皮膜が形成されていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の電子顕微鏡観察用試料の作製方法によれば、鉄鋼材料中のナノメートルサイズ以下の微細構造観察に適した電子顕微鏡観察用試料を作製することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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