1997 Fiscal Year Annual Research Report
融解曲線上における高圧氷I_hの平衡形とプリズム面のラフニング転移
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09640405
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
丸山 稔 大阪市立大学, 理学部, 講師 (60117976)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沢田 勉 科学技術庁, 無機材質研究所, 主任研究官
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| Keywords | 氷結晶 / 平衡形 / 成長形 / 融解形 / ラフニング転移 / 融解曲線 |
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| Research Abstract |
これまで圧力下にある氷I_h/水の系において、氷結晶の成長形と平衡形を融解曲線に沿って調べてきた。その結果、系を加圧して融点を下げたとき、約1600bar,-15℃で生長形は円盤状から六方対称形に変化すること、及び平衡形も同様な変化を示すことを明らかにした。これはc軸に平行な結晶面は等方的な荒れた構造から、異方性の強い構造に変化したことを表し、プリズム面のラフニング転移が生じたことを示す。今年度は更に融解形にも着目したところ、成長形、平衡形と融解形の間には上記ラフニング点に近くでは明確な違いがあることが分かった。
実験はサファイアアンビルセルを用いて、一定体積・圧力下に閉じこめた氷/水の系の温度を変えて行った。系の温度を一定に保持しておくと平衡形が得られ、この温度から少し下げながら生長形を、少し上げながら融解形を観察した。
約-10℃の温度では、平衡形は円盤状を示し、a軸方向は等方的である。融解形と成長形はそれぞれ六方対称的な異方性を示すが、方位が30°だけ違っている。これらのファセットは成長形ではプリズム面(101^^-0)であるとすると、融解形では(112^^-0)面に相当する。ラフニング点より低温においても同様に、成長形と融解形の六方対称性が30°ずれる。ただし、このような融解形と成長形の非対称性は、平衡に極めて近い条件下でしか起こらない。通常の融解・成長条件では対称性が見られる。当初目的とした厳密な平衡形の実現については、まだ得られていないので、次年度への課題とする。
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[Publications] M.Maruyama: "Optical study of roughening transition on ice I_h(101^^-0) planes under pressure" J.Crystal Growth. 172. 521-527 (1997)
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[Publications] M.Maruyama: "Crystal shape of high-pressure ice I_h in water and roughening transition of the(101^^-0)plane" J.Phys.Chem.101・32. 6151-6153 (1997)
