1986 Fiscal Year Annual Research Report
新しい機能性非シリケート酸化物ガラスの構造ならびに物性の研究
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60430020
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
作花 済夫 京大, 化学研究所, 教授 (10027021)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幸塚 広光 京都大学, 化学研究所, 助手 (80178219)
牧 俊夫 京都大学, 化学研究所, 助手 (30027031)
小久保 正 京都大学, 化学研究所, 助教授 (30027049)
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| Keywords | 【Al_2】【O_3】含有ガラス / ナイオビウムアルミネートガラス / ラマン分光法 / AlKα螢光X線 / Al【O_4】四面体 / Nb【O_6】八面体 / ガラス転移温度 / ビッカース硬度 |
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| Research Abstract |
【Cs_2】O-【Nb_2】【O_5】-【Al_2】【O_3】ガラス中のAl及びN6の配位状態をAlKα螢光X線の化学シフト及びラマン分光法によって調べた。更に、密度、線熱膨張係数、ガラス転移温度、ビッカース硬度を測定し、ガラス構造との関係を調べた。
ガラスのAlKα螢光X線のピーク位置は、Al【O_6】八面体からなるα-【Al_2】【O_3】のピーク位置とは一致せず、Al【O_4】四面体からなる長石のピーク位置と一致した。従って上記組成のガラス中でAlはAl【O_4】四面体を形成し、網目修飾カチオンとして働いていることが分った。
ガラスのラマンスペクトルには800【cm^(-1)】,840【cm^(-1)】,880【cm^(-1)】に顕著なバンドが観察され、【Al_2】【O_3】と【Nb_2】【O_5】で置換するにつれ、800【cm^(-1)】のバンドは減少し、【880^(-1)】のバンドは増加した。880【cm^(-1)】及び880【cm^(-1)】のバンドはそれぞれAl【O_4】四面体及び非架橋酸素を有する歪んだNb【O_6】八面体に帰属された。従って本系のガラス中でNbは歪んだNb【O_6】八面体を形成し、非架橋酵素を有することが分った。Nb-0振動が880【cm^(-1)】という高波数領域に観察されること、及びNb【O_6】八面体が非架橋酸素を有しガラス網目の自由度を補償できることにより、Nbが網目形成カチオンとして働く可能性のあることが示唆される。
本系のガラスに於いて、【Al_2】【O_3】を【Nb_2】【O_5】で置換すると、ガラス転移温度及びビッカース硬度は減少し、線熱膨張係数は増加した。このような変化は、【Al_2】【O_3】を【Nb_2】【O_5】で置換することにより、非架橋酸素が増加するためにおこると考えられた。一方密度は、【Al_2】【O_3】を【Nb_2】【O_5】で置換することにより増加した。密度から求めたガラスの中の真の酸素イオン体積は、【Al_2】【O_3】を【Nb_2】【O_5】で置換することにより減少した。このことは、酸素四配位のAl【O_4】四面体が、酸素六配位のNb【O_6】八面体に置きかわってゆくためにおこると考えられた。
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