ガラス形成酸化物系非平衡状態図の作成と利用に関する研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452299
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 森永 健次 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (70038074)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武部 博倫 九州大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (90236498)
• Keywords: ガラス / 非平衡状態図 / 相変態 / 微構造 / コーディエライト / アルミノ珪酸塩 / アノ-サイト / セルシアン

Research Abstract

RO・Al_2O_3・2Si0_2(R=Mg,Ca,Sr,Ba)組成のガラスを溶融法により調製し、これらの等温熱処理における結晶化過程をX線回折分析と顕微鏡観察により調べた。
(1)MgO・Al_2O_3・2Si0_2
1200〜1400Kにおいては準安定相のμ-コーディエライトが析出した後、保持時間の増加とともにμ-コーディエライトからα-コーディエライトへの相変態が確認された。1400〜1600Kの高温域では安定相のα-コーディエライトのみが析出した。μ-コーディエライトからα-コーディエライトへの相変態は前年度の結果よりアルミノケイ酸陰イオンの短範囲規則化による等温マルテンサイト変態類似のせん断型変態と結論した。
(2)CaO・Al_2O_3・2SiO_2,SrO・Al_2O_3・2SiO_2,BaO・Al_2O_3・SiO_2
CaO・AlO・2SiO_2系では1300〜1600Kのいずれの温度においても安定相のアノ-サイト(三斜晶系)が析出した。SrO・Al_2O_3・2SiO_2及びBaO・Al_2O_3・SiO_2系では準安定相の六方晶セルシアンが析出した後、等温保持過程において六方晶セルシアンは安定相セルシアン(単斜晶系)に変態した。準安定相から安定相セルシアンまでの変態に要する時間はSrO・Al_2O_3・2SiO_2ガラスにおいて、BaO・Al_2O_3・SiO_2ガラスに比べて著しく短いことが確認された。この結果はセルシアンの変態過程が陽イオンの拡散が律速段階となり進行するため、イオン半径の比較的大きいBa^<2+>イオンのガラス内の拡散がCa^<2+>イオンに比べて遅かったことに起因する。
上述の結果を基にして、RO・Al_2O_3・2SiO_2(R=Mg,Ca,Sr,Ba)ガラスの結晶化過程についてのTTT図を提案した。過冷却液体から結晶相の析出開始時間は系によらずほぼ一定であり、融点で規格化した換算温度で整理することにより、酸素イオンの拡散に支配される系の粘度に依存することが判明した。

Research Products

• [Publications] 浅山 英一、武部 博倫、森永 健次: "コーディエライトガラスの加熱過程における相変態" 日本金属学会誌. 58. 720-727 (1994)
• [Publications] 熊懐 克浩、浅山 英一、武部 博倫、森永 健次: "Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O系融体の凝固過程における超伝導相の生成" 資源と素材(資源・素材学会誌). 110. 701-705 (1994)