2000 Fiscal Year Annual Research Report
新しい希土類アルカリ土類ケイ酸塩の合成と結晶化学に関する研究
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10450238
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
島田 昌彦 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (80029701)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
窪田 俊一 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (10271975)
山根 久典 東北大学, 素材工学研究所, 助教授 (20191364)
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| Keywords | 希土類カルシウムシリケート / カスピディン型構造 / 相転移 / 規則不規則転移 |
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| Research Abstract |
Ca_2Y_2Si_2O_9単結晶の構造解析の結果より、Ca_2Y_2Si_2O_9の結晶構造は斜方晶系、空間群Pnmaであり、単位格子体積はY_4Al_2O_9の約半分で、統計的な原子配置を取ることが判明した。1900Kで固相反応により合成したCa_2Y_2Si_2O_9は単結晶試料の解析結果と同じ結晶構造を有するが、1700Kで合成した試料の粉末X線回折像は、1900Kで合成したものとは異なっていた。本年度は、1700Kと1900Kで固相反応によりCa_2Y_2Si_2O_9を合成し、それらの結晶構造や相転移の詳細な検討を行い、またCa_2Y_2Si_2O_9のYを他の希土類元素(RE)で置換した化合物Ca_2RE_2Si_2O_9の合成も行った。
1900Kで合成したCa_2Y_2Si_2O_9の電子線回折の結果は、単結晶試料の解析結果と同じであったが、指数付けされた回折点の他に、b'/2の周期でディフューズな回折線が観察された。1700Kで焼成した試料では、1900K焼成の試料と同様な電子回折点に加え、ディフューズな回折線があった位置に明瞭な回折点が現れた。これらの回折点は、a=0.745,b=1.049,c=1.097nm,β=110°の単斜晶系で完全に指数付けされた。粉末回折パターンの消滅則より空間群はP2_1/nで、格子定数が近いことからY_4Al_2O_9の関連構造であると考えられた。Y_4Al_2O_9と比較すると、AlがSiに置き換わり、また原点の位置がa軸方向に1/4ほどずれている構造である。空間群がP2_1/cであるY_4Al_2O_9では、2回螺旋軸はc軸上にあり、また滑り方向もC軸方向となっている。これに対して、1700K焼成のCa_2Y_2Si_2O_9は空間群がP2_1/nで、2回螺旋軸は対角線上にあり、滑り方向も対角線方向になっている。すなわち、SiとSiの架橋酸素の占有率は0.5と解析される。1900Kと1700Kで焼成したCa_2Y_2Si_2O_9は、規則相-不規則相の関係にあり、焼成温度に対して可逆的な相転移をすることが判明した。Yを他の希土類元素で置き換えたCa_2RE_2Si_2O_9は、RE=Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luにおいて1900K焼成で高温相の合成に成功したが、相転移についての研究は今後の課題である。
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Research Products
(1 results)
