ガラスは，添加された成分やその含有量の違いによって光学的特性や化学的耐久性あるいはその他の物理化学的な特性が変化する．このような様々な特性や状態の違いによってガラスの目標とする機能を発現させることにより多種多様なガラス製品が開発されてきた．光学的特性を変化させる成分としては遷移金属の酸化物などが知られているが(Sigel)，一般的にはその含有量は酸化物換算でも1wt%以下であり微量である．特にこれらの遷移金属の酸化物などは，ガラス熔融における酸化剤や還元剤などの添加や熔解温度などの状態の変化にも大きく影響され，例えば鉄の価数は2価(Fe2+)と3価(Fe3+)の間で変化することが知られている(Mueller et al.やBeerkens)．また，鉄のぞれぞれの価数(Fe2+とFe3+)が存在する割合も製造条件の違いで大きく変化すために，これらの価数の定量的な把握がガラス製品の開発や製造には特に重要となっている．
　ガラスに含まれる化学成分に対して，その含有量だけではなく，その状態(例えば，価数あるいは配位数の変化)などを定量的に把握し，また複雑な測定や解析をすることなしに汎用的に定量値が把握できればガラスの物理化学的な特性をより明確にでき，ガラス製品の開発に対して大きな貢献ができると考えられる．
　鉄の価数の定量分析に対しては，従来からJIS法(JIS R3101-1995)やCorumluoglu and Guadagninoが報告した湿式の化学分析法が適用されてきた．しかしながら，湿式の化学分析法は粉砕されたガラス試料から複雑な処理を経て得られる試験溶液を用いて行われる．特に，FeO(Fe2+)の定量分析においては測定中に酸化・還元の状態を維持する必要があり，また分析作業には高い専門性と技術力が求められ，さらに分析方法そのものが破壊分析であることから必ずしも汎用的な定量分析にはなっていない．
　ガラスに含まれる酸化鉄の含有量の定量分析に対しては，従来から1枚の分光結晶を装着した汎用的な蛍光X線分析装置を用いて行われており，測定時間の短縮と測定の自動化や省力化に対しても非常に大きな成果を得てきた．また，汎用的な一結晶型の蛍光X線分析装置を使用した状態分析では，作花によって興味ある分析結果も報告されている．
　一般的には，ガラスにFeOかFe2O3の形で含まれる酸化鉄の合計量を全酸化鉄(Fe2O3-total)含有量として表す場合が多い．しかしながら，ガラスに含まれる鉄の価数を定量的に把握するためのFeOとFe2O3のそれぞれの定量分析ではこのような機器分析法は汎用化されていない．その理由としては，鉄の価数(Fe2+あるいはFe3+)の変化に対して，一結晶形の蛍光X線分析装置ではFe-Kaプロファイル(FeKa1とFe-Ka2)を結合エネルギーに対して精度よく分離できないためである．
　酒井らは，湾曲した2枚の分光結晶を装着した広域型の二結晶蛍光X線分析装置を用いてガラスに含まれる微量のイオウ成分の価数の定量分析技術を報告した．一般的に，反平行の二結晶型X線分光器では，第一分光結晶と第二分光結晶とが常にブラッグ則を満たすようにリンクされている．Tochioet al.とIto et al.が報告したように，二結晶型の蛍光X線分析において得られる装置関数は非常に小さくスペクトルのプロファイルには影響を与えない．そのために，蛍光X線分析法での実用的な非破壊での原子価の定量分析が可能である．二結晶蛍光X線による測定原理は高原らに詳細に記載され，また酒井らでも紹介されているので本報告では省略する．
　二結晶蛍光X線分析装置を用いた元素の価数の定量分析は，無機材料と有機材料の広い範囲で行われてきた(無機材料，環境測定，一般的な分析，あるいは油や髪の毛の分析)．また，酒井は広域型の二結晶蛍光X線分析装置を用いてガラスに含まれる微量のイオウ，鉄，およびセリウムなどの各元素の価数の定量分析の可能性を報告した．さらに，酒井らでは異なる酸化・還元状態で試作されたガラスに含まれるSO3換算値で1wt%以下の微量のイオウの原子価の定量分析の結果，イオウの価数(S6+とS2-)の割合を定量的に分析することを可能にした．したがって，ガラスに含まれる鉄に対しても，高分解能の蛍光X線分析による酸化・還元状態の汎用的な定量分析の技術が確立できれば，ガラス製品の開発あるいはガラスの機能や性能の改善や向上に対しても大きな進展が期待できる．

カテゴリ: 化学
質問: ガラスの光学的特性を変化させる成分には何がありますか。
回答: 遷移金属の酸化物などがガラスの光学的特性を変化させる成分として知られています。

カテゴリ: 化学
質問: 広域型の二結晶蛍光X線分析装置を用いてガラスに含まれる微量のイオウ、鉄、およびセリウムなどの各元素の価数の定量分析の可能性を報告したのは誰ですか。
回答: 広域型の二結晶蛍光X線分析装置を用いてガラスに含まれる微量のイオウ、鉄、およびセリウムなどの各元素の価数の定量分析の可能性を報告したのは、酒井です。

カテゴリ: 化学
質問: ガラスは、何によって光学的特性や化学的耐久性やその他の物理化学的な特性が変化しますか。
回答: ガラスは、添加された成分やその含有量の違いによって、光学的特性や化学的耐久性やその他の物理化学的な特性が変化します。