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2011 Fiscal Year Annual Research Report

超高圧条件下におけるケイ酸塩ガラスの密度と構造のその場測定

Research Project

Project/Area Number 20340116
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

船守 展正  東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (70306851)

KeywordsSiO2ガラス / クリストバライト / ヘリウム / 大量溶解 / 偏差歪 / 残留異方性 / 高密度化 / マグマ
Research Abstract

4年計画の最終年度にあたる平成23年度は、前年度までに得られたSiO2ガラスに関する研究成果を発展させる形での研究を行った。前年度に、高圧下においてSiO2ガラス中の空隙にヘリウムが大量溶解することを発見したことを受けて、ガラスに近い構造を持つとされるクリストバライト(SiO2の結晶相)に対する実験を行い、この結晶相にもヘリウムが大量溶解することで新しい構造への相転移が起こることを見出した(学術雑誌に投稿中)。また、平成21~22年度に実施したSiO2を一軸加圧した際の偏差歪の測定について、解析方法と解析結果についての検討を進めることで、4配位から6配位への構造変化に伴う急激な降伏強度の低下は起こらないこと、空隙の変形が極めて大きいこと、さらに、それが巨大残留異方性として減圧後の試料に残ることなどを明らかにした(学術雑誌への投稿準備中)。また、永久高密度化させたSiO2ガラスについての実験を行い、高密度化ガラスが弾性的に振る舞うこと、その圧縮は通常のガラスと同様に空隙の収縮によって支配されることを明らかにし、状態方程式の決定を行った。高密度化ガラスに関する研究の成果は、すでに論文として公表されている。これを受けて、上部マントル深部におけるケイ酸塩メルトの状態方程式についての考察を行い、中距離構造(ネットワーク構造)が高密度化した状態にあると仮定して求めた状態方程式が、これまでに報告されている橄欖岩質や玄武岩質などのマグマの高温高圧下における全ての密度データを極めて良く説明することを明らかにした(学術雑誌への投稿準備中)。

  • Research Products

    (18 results)

All 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Pressure-induced structural change of intermediate-range order in poly (4-methyl-1-pentene) melt2012

    • Author(s)
      A.Chiba
    • Journal Title

      Physical Review E

      Volume: 85 Pages: 021807

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevE.85.021807

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Helium prevents compaction of voids in silica glass under high pressure2012

    • Author(s)
      T.Sato
    • Journal Title

      Photon Factory Activity Report 2010 (Part A)

      Volume: 28 Pages: 44-45

    • DOI

      N/A

  • [Journal Article] In situ x-ray diffraction study on pressure-induced structural changes in hydrous forsterite and enstatite melts2011

    • Author(s)
      A. Yamada, T. Inoue, S. Urakawa, K. Funakoshi, N. Funamori, T. Kikegawa, and T. Irifune
    • Journal Title

      Earth Planet. Sci. Lett

      Volume: 308 Pages: 115-123

    • DOI

      DOI:10.1016/j.epsl.2011.05.036

  • [Journal Article] Helium penetrates into silica glass and reduces its compressibility2011

    • Author(s)
      T. Sato, N. Funamori, and T. Yagi
    • Journal Title

      Nature Commun

      Volume: 2 Pages: 345

    • DOI

      DOI:10.1038/ncomms1343

  • [Journal Article] Compression behavior of densified SiO2 glass2011

    • Author(s)
      D.Wakabayashi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 84 Pages: 144103

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevB.84.144103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ナノビームによる極高圧下における惑星科学2011

    • Author(s)
      船守展正
    • Journal Title

      KEK Proceedings

      Volume: 2011-1 Pages: 65-69

    • DOI

      N/A

  • [Presentation] 石英ガラスの100GPa領域までの構造変化2012

    • Author(s)
      船守展正
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      兵庫県西宮市(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-25
  • [Presentation] 溶融高分子の圧力誘起構造変化2012

    • Author(s)
      千葉文野
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      兵庫県西宮市
    • Year and Date
      2012-03-24
  • [Presentation] クリストバライトのヘリウム中における異常な圧縮挙動2012

    • Author(s)
      佐藤友子
    • Organizer
      第29回PFシンポジウム
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] Pressure-induced structural transition in a one-component polymer poly(4-methyl-one pentene) in its melted state2012

    • Author(s)
      A.Chiba
    • Organizer
      APS March Meeting 2012
    • Place of Presentation
      Boston, U.S.A.
    • Year and Date
      2012-02-28
  • [Presentation] 高密度化SiO2ガラスの圧縮挙動2011

    • Author(s)
      若林大佑
    • Organizer
      第52回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄県西原町
    • Year and Date
      2011-11-11
  • [Presentation] クリストバライトのヘリウム中での異常な圧縮挙動2011

    • Author(s)
      高田啓人
    • Organizer
      第52回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄県西原町
    • Year and Date
      2011-11-11
  • [Presentation] ミュオンスピン回転・緩和・共鳴法によるSiO2高圧相中の微量水素の振る舞いの研究2011

    • Author(s)
      若林大佑
    • Organizer
      第52回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄県西原町
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] ERLによる新しい高圧力科学の展望2011

    • Author(s)
      佐藤友子
    • Organizer
      第52回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄県西原町
    • Year and Date
      2011-11-09
  • [Presentation] Rigid silica glass in helium under high pressure2011

    • Author(s)
      T.Yagi
    • Organizer
      AIRAPT-23
    • Place of Presentation
      Mumbai, India
    • Year and Date
      2011-09-28
  • [Presentation] ミュオンスピン回転・緩和・共鳴法によるケイ酸塩鉱物中の微量水素の振る舞いの研究2011

    • Author(s)
      若林大佑
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] 低密度SiO2のヘリウム中での異常な圧縮挙動2011

    • Author(s)
      佐藤友子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] ナノビームによる極高圧下における惑星科学2011

    • Author(s)
      船守展正
    • Organizer
      ERLサイエンスワークショップII
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-04-28

URL: 

Published: 2013-06-26  

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