2013 Fiscal Year Research-status Report
超高温域での絶対温度決定と輻射温度計校正精度向上への挑戦
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25610159
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
吉朝 朗 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (00191536)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 超高温域絶対温度 / 高融点酸化物 / 高温レーザー加熱 / ガス浮上法 / 放射光Ｘ線回折実験 / 熱膨張特性 / 融点・相転移点 |
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| Research Abstract |
超高温域での温度の絶対値決定への挑戦と輻射温度計の精度の向上の試みとして、高融点酸化物を用い、雰囲気をコントロールした条件で、不純物の混入の無い実験を行い、格子定数（熱膨張率）、軸比、融点、相転移点等を高精度で決定した。高温レーザー加熱・ガス浮上法による放射光Ｘ線回折実験により高精度の回折実験を行った。高融点物質の代表であるZrO2ジルコニ結晶を角度分散型回折計により、3400Ｋ程度までの高温下での粉末Ｘ線精密結晶構造解析と融体の解析で成果を挙げた。新球の高純度試料を作製し、雰囲気コントロール下で不純物の混入無く計測に成功した。温度の測定精度向上・改善のため、様々な温度測定方法、セル構成、試料調整、解析方法など新たな挑戦的試みを行い、多くの技術的ノーハウを獲得できた。
格子定数や軸率を多くの温度で測定することで正確な温度変化、熱膨張特性、融点、相転移点を決定し、中・低温域の結果や分子軌道法シミュレーションによる理論との値との比較・外挿することから、相対値の決定や精度の向上、輻射温度計への温度校正法を確立することを目的とした。決定した温度、融点・相転移点から輻射温度計の温度校正を行い、本法による構成済みの輻射温度計を用いて、各装置付随の輻射温度計の温度を校正を試みた。広い温度域を測定することで、既知の温度域の熱膨張率と超高温域の測定結果を理論値と組み合わせ、試料温度を±20Kほどの誤差で見積もることができた。
融点近傍の高温域では結晶の粒成長の問題があるが、試料回転法と２次元検出器による測定、結晶化を阻止する他相粉末混合等で解決できる目処が立った。試料の回転方法を工夫することが重要である。さらに、基礎データの蓄積から高温域の絶対温度決定に向け新方法を確立するべく研究を続けている。温度の正確さが向上することで、地球中心部の理解や地球活動・モデル化の確度が増すことが期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新球の高純度試料を作製し、雰囲気コントロール下で不純物の混入無く計測に成功した。温度の測定精度向上・改善のため、様々な温度測定方法、セル構成、試料調整、解析方法など新たな挑戦的試みを行い、多くの技術的ノーハウを獲得できた。 融点近傍の高温域では結晶の粒成長の問題があるが、試料回転法と２次元検出器による測定、結晶化を阻止する他相粉末混合等で解決できる目処が立った。既知の温度域の熱膨張率と超高温域の測定結果を理論値と組み合わせ、試料温度を±20Kほどの誤差で見積もることができた。しかし、今回得た技術をもとに、測定時間を増し、精度向上ができる確信を得た。±5Kよりも高い精度で行える見通しができたので、誤差を下げ当初の計画を次年度に実行する。
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| Strategy for Future Research Activity |
既知の温度域の熱膨張率と超高温域の測定結果を理論値と組み合わせ、試料温度を±20Kほどの誤差で見積もることができた。目標では±10Kを目指していたが、達成できなかった。しかし、今回得た技術をもとに、測定時間を増し、精度向上ができる確信を得た。±5Kよりも高い精度で行える見通しができたので、誤差を下げ当初の計画を次年度に実行する。融点近傍の高温域では結晶の粒成長の問題があるが、試料回転法と２次元検出器による測定、結晶化を阻止する他相粉末混合等で解決できる目処が立った。２次元検出器の設置にも目処がたったので、精度向上と測定試料の種類を増やし研究目的を達成する。本年度はHfO2とZrSiO4の観測も行う予定である。いずれも、重要物質であるが、これまで、高温域での精密な観測は行われていない。
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[Journal Article] Single crystal elasticity of Cmcm- and Pbnm- CaIrO3: The D” diversity interpreted by lattice preferred orientation of post perovskite2014
Author(s)
A. Yoneda, H. Fukui, F. Xu, A. Nakatsuka, A. Yoshiasa, Y. Seto, K. Ono, S. Tsutsui, H. Uchiyama, A. Q. R. Baron,
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Journal Title
Nature Communications
Volume: ５
Pages: 3453
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Synthesis of novel CoCx@C nanoparticles2013
Author(s)
Lilang Chen, Tsutomu Mashimo, Chihiro Iwamoto, Hiroki Okudera, Emil Omurzak, H.S. Ganapathy, Hirotaka Ihara, J. Zhang, Zhypargul Abdullaeva, Shintaro Takebe and Akira Yoshiasa
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Journal Title
Nanotechnology,
Volume: ２４
Pages: 0450602 6ｐｐ
Peer Reviewed
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