2005 Fiscal Year Annual Research Report
珪酸塩ガラスの静的及び動的圧縮によるナノ構造と物性の変化
| Project/Area Number |
15340185
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
奥野 正幸 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (40183032)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木原 國昭 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (70019503)
赤荻 正樹 学習院大学, 理学部, 教授 (30126560)
阿藤 敏行 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40241567)
|
|---|
| Keywords | 珪酸塩ガラス / ナノ構造 / 静水圧 / 衝撃圧縮 / X線回折法 / 赤外分光法 / ラマン分光法 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では、珪酸塩ガラスの高圧力でのナノ構造の変化を明らかにし、地殻・マントル上部でのマグマの挙動及び隕石衝突時の構造変化についての情報を得ることを目的とし、本年度は、SiO2を主成分とするオパールの衝撃圧縮による変化、ならびにMgSiO_3-CaSiO_3、SiO_2-GeO_2組成ガラスの高圧下での構造変化を詳細に調べた。
1、16年度、38GPaまでの衝撃圧縮実験を行ったオパール試料について、そのナノ構造の圧力変化を調べた。その結果、オパールは20-30GPaの圧縮で約10%密度が増加し、より高圧では再び密度が減少することを明らかにした。X解回折測定の結果から、オパールは衝撃圧縮により、結晶様の構造が失われ無秩序な構造に変化することが明らかになった。また、赤外・ラマン分光測定の結果から、衝撃圧力の増加による残留温度の上昇などにより、オパールの脱水とSiO_4四面体の重合が促進されていることが分かった。
2、MgSiO_3-CaSiO_3ガラスの静水圧及び衝撃圧縮による構造変化の詳細について研究を行った。その結果、静的圧縮で認められる密度増加は、中距離構造(Ca,Mg多面体に付随するSiO_4四面体クラスター構造)の圧縮に起因することを解明した。また、衝撃圧縮ではこのような密度増加がなく、その原因がこのガラスが持つSiO_4四面体の短鎖構造であることを明らかにした。
3、昨年度、圧縮実験・測定を実施しその一部を報告した、GeO_2-SiO_2系ガラスの構造についても詳細な構造解析を行った。
4、上記の研究一部は、論文等として公表した。
なお、年度当初予定していた、Ca_3Al_2Si_3O_<12>-Mg_3Al_2Si_3 O_<12>等の実験については、設備の移転などにより試料作成がうまくゆかず実施できなかったが、オパールについての研究やその他の組成のガラスの研究については予定以上の成果を上げることが出来た。
|
