1999 Fiscal Year Annual Research Report
アルカリ金属ホウ酸塩ガラスの音速と音波吸収の低温測定による低エネルギー励起の解明
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11650703
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
小玉 正雄 熊本工業大学, 工学部, 教授 (50111050)
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| Keywords | ガラス / アルカリ金属ホウ酸塩 / ホウ酸塩異常 / 音速 / 音波吸収 / 低温測定 / 低エネルギー励起 / 弾性定数 |
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| Research Abstract |
1.目的 アルカリ金属ホウ酸塩ガラスはホウ酸塩異常と呼ばれる特異な挙動を示す。音速と弾性的性質が構造変化に敏感な物理量であることに着目してこの異常現象を解明する。
2.実験 アルカリ金属ホウ酸塩ガラスをxM_2O・(1-x)B_2O_3(M=Li,Na,K,Rb,Cs,xはM_2Oのモル分率)で表す。M=Li,Na,K,Rb,Csに関する二成分ガラスの密度と音速を測定して弾性定数を決定した。以下に主な実験項目を説明する。(1)ガラス作製:アルカリ金属水酸化物とホウ酸を湿式反応されることによって化学的に均質な粉末を調製し、この粉末を熔融して超音波伝播特性が優れたガラスを作製した。(2)組成分析:電位差滴定法により、アルカリ金属酸化物は逆滴低法で定量し、酸化ホウ素は強酸性のホウ素-マンニット錯体に変換して定量した。(3)ガラス転移の測定:示差走査熱量計によりガラス転移温度を測定した。(4)密度測定:ガラス転移温度で熱処理を行なった後、ガラスの密度を液中秤量法で測定した。(5)超音波測定:パルスエコー重畳法により縦波音速と横波音速を共振周波数が10MHzの水晶振動子を使用して測定した。
3.結果 縦波音速と横波音速を10MHz,298Kで測定した結果を要約する。
M=Li,0【less than or equal】X【less than or equal】0.28 :音速は単調に増大する。x =0.28での音速はシリカガラスの音速より大きい。
M=Na,0【less than or equal】x【less than or equal】0.36 :音速はx=0.34で単一の極大を示す。
M=K,0【less than or equal】x【less than or equal】0.34 :音速はx=0.30で単一の極大を示す。
M=Rb,0【less than or equal】x【less than or equal】0.38 :音速はx=0.10で極大を、x=0.18で極小を、x=0.29で極大を示す。
M=Cs,0【less than or equal】x【less than or equal】0.38 :音速は0.07で極大を、x=0.19で極小を、x=0.28で極大を示す。
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[Publications] S.Kojima: "Boson Peak in Modified Borate Glasses"Physica B. 263-264. 336-338 (1999)
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[Publications] M,Kodama: "Thermal and Mechanical Properties of Lithium Borate Glassess in Relation to the Glass Structre"Joumal of Themal Analysis and Calorimetry. 57. 787-796 (1999)
