2012 Fiscal Year Annual Research Report
無容器溶融法による非平衡バルクガラス合成プロセスの研究
| Project/Area Number |
24350111
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
|---|
Principal Investigator |
小原 真司 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主幹研究員 (90360833)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 明比古 (公財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 主席研究員 (70272458)
尾原 幸治 (公財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 協力研究員 (00625486)
増野 敦信 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (00378879)
余野 建定 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部, 主幹研究員 (40358750)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | ガラス / 無容器浮遊法 / 構造解析 |
|---|
| Research Abstract |
平成24年度は超高温の無容器融体を達成するために、SPring-8の高エネルギーX線回折ビームラインBLO4B2に200W炭酸ガスレーザーを導入し、これまで報告例のない高融点酸化物である二酸化ジルコニウム(融点:2715℃)融体のX線回折データを2600℃の過冷却状態から2800℃まで測定することに成功し、融体がこの温度範囲で安定に存在することを確認した。さらに、連携研究者であるフィンランドのタンペレ工科大学のAkolaのグループが行ったスーパーコンピューターを用いた大規模第一原理分子動力学計算により実験データを忠実に再現する構造モデルの導出に成功した。現在、得られた構造物性データを解析中であり、平成25年度に論文投稿する予定である。
カルシウムアルミン酸ガラスの構造を放射光X線回折、XAFS、中性子回折を用いて調べ、これらの実験データに基づき、構造モデリングによりガラス構造を構築した。その結果、共晶点においては特異なリング構造が存在していることをつきとめた。さらに、ガラスの電子状態を第一原理計算により調べ、特異なリング構造ができる理由を考察した。また、得られた構造から、還元雰囲気で形成する溶媒和電子を有するエレクトライドガラスの構造をシミュレートすることに成功した。得られた結果は米国科学総合誌ProceedingS of the National Academy of Sciences of the United States of Americaに受理された。
無容器法から合成されたチタン酸バリウムガラスの構造について、分子動力学シミュレーションを用いて、その屈折率の高さの原因と考えられている、酸素のパッキングの高さを定量的に評価することができた。得られた結果は米国化学会が発行する物理化学誌Journmal of Physical Chemistry Bに受理された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
SPring-8における無容器浮遊装置の整備は計画通りに進んでいる。成果創出については、掲載決定の論文が2報ありプレス発表を行う予定である。さらに二酸化ジルコニウム融体のX線回折にも成功しており、これについても論文準備中である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、無容器炉のガス雰囲気、および圧力制御にむけた高度化を行い、酸化・還元雰囲気下での無容器融体、およびガスによる加圧雰囲気下での無容器融体の実現を試みる。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度の直接経費を一部25年度に繰り越したが、少額であることから使用計画については大きな変更はなく、無容器炉の高度化のための物品購入及び成果発表のための旅費等に用いる。
|
