1989 Fiscal Year Annual Research Report
| Project/Area Number |
63470048
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
白石 裕 東北大学, 選鉱製錬研究所, 教授 (00006024)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小川 浩 東北大学, 選鉱製錬研究所, 助手 (40194443)
|
|---|
| Keywords | ガラス状スラグ / ガラス転移 / 粘度 / 分子動力学シミュレ-ション |
|---|
| Research Abstract |
粘稠な液体を冷却すると結晶化することなく凍結し、いわゆるガラスを形成する。ガラス状態では、原子は並進の自由度を失っており結晶状態と同じ物性値の温度依存性を示すが、構造的には液体とほとんど同じである。過冷状態からガラス状態への変化をガラス転移といい、その温度をガラス転移点Tgと呼ぶ。この現象は原子の移動度に関係する動力学的現象で、その本質は必ずしも定量的に解明されていない。本研究ではTg近傍の物性、とくに粘度との相関を冶金スラグ、フラックスについて調べること、およびTgの知識を冶金へ応用することを試みる。
本年度は走査型熱量計(DSC)を用いてTg、Tc(結晶化温度)を測定した。結晶化に伴う発熱は一般に大きく、Tcは明瞭に求められるが、Tgは直接的には明確に測定できなかった。そこで比熱Cpを測定し、Cpの不連続からTgを求めた。この方法で、試料の熱含量を標準試料と近似させることにより良好な結果が得られた。Tg、Tcの測定結果をもとに、SiO_2-Al _2O_3-MgC系ガラスの結晶化を試み、核発生剤の効果を評価した。Tgは核発生、Tcは結晶成長の熱処理温度についての目安を与えるので、上記の核発生剤の評価のほか、連鋳パウダ-のガラス化能、結晶化傾向についての予測を可能とする。
Tgと粘度の相関を求めるため、ガラスの粘度をFiber-extension法で測定を試みたが、試料の調整が困難で、結局失敗した。針嵌入法の採用を検討している。高粘度融体に適用するため、トルク直接測定による外筒回転型の新型粘度計を開発した。この方法では粘度の絶対測定が可能であり、標準試料の得られない高温融体への適用に利点がある。
分子動力学による計算機実験を溶融ガラスの粘性に適用した。温度依存性、組成依存性などに網目構造物質の特徴を定性的には良く再現することができた。
|
-
[Publications] H.Ogawa: "Molecular dynamic study on the shear viscosity of molten Na_2O・2SiO_2" J.Non-Crystalline Solids. (1990)
-
[Publications] Y.Shiraishi: "3rd Intern.Conf.on Molten Slags and Fluxes.(1988),Glasgow.(Viscosity of Na_2O-B_2O_3-SiO_2 System in Glassy and Molten States)" The Institute of Metals(London), 190-194/335 (1989)
