2019 Fiscal Year Annual Research Report
Structure and crystallization process of amorphous calcium carbonate
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17K14414
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| Research Institution | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発 |
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Principal Investigator |
有馬 寛 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 研究員 (60535665)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非晶質炭酸カルシウム / 非晶質炭酸マグネシウム / 熱重量測定 / 高温X線回折測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非晶質炭酸カルシウム（化学式CaCO3 nH2O）は生体鉱物としてのカルサイトやアラゴナイトの前駆物質と考えられている。最終的に析出する結晶相を制御することにより例えば多孔性物質のような様々な機能性材料が実現することが期待されている。しかし、非晶質から結晶化する過程の具体的な描像については未解明である。本研究では、非晶質炭酸カルシウムの結晶化過程に関して、(1)陽イオン種による非晶質構造への影響、(2) 陽イオン種による非晶質構造の安定化、(3) 陽イオン種による結晶化過程の変化について明らかにすることを目指した。最終年度は、非晶質炭酸カルシウムにおける陽イオン種の効果を調べるため、非晶質炭酸マグネシウムの熱物性および構造について研究を進めた。非晶質炭酸マグネシウムは窒素雰囲気では300℃までは非晶質であった。400℃でMgOブルーサイトに対応するブロードなピークがあらわれた。二酸化炭素雰囲気では300℃までは非晶質であった。400℃で結晶化がおこり、その際magnesiteとNaClの回折線があらわれた。500℃ではmagnesiteは分解してMgOの回折線があらわれた。非晶質炭酸マグネシウムの分解温度は二酸化炭素分圧に依存する。TG-DTAからは脱水過程が2段階、脱炭酸過程も2段階で重量減少が起こることがわかった。可能性として、脱水による無水非晶質炭酸マグネシウムの出現(吸熱)、無水非晶質炭酸マグネシウムの結晶化（発熱）、magnesiteの脱炭酸（吸熱）が起こるとことが考えられる。
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