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高分解能電子顕微鏡法および分析電子顕微鏡法を用いた岩石中の粒界化学構造の解明

Research Project

Project/Area Number02J10435
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
Research InstitutionTohoku University
Research Fellow 平賀 岳彦  東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed(Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost : ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Fiscal Year 2003 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Fiscal Year 2002 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Keywords粒界 / 二面角 / 銀 / 状態図 / 粒界エネルギー / 共融 / 融解エンタルピー / 走査型電子顕微鏡法 / 石英 / オリビン / 高分解能電子顕微鏡 / 粒界破壊 / 異相界面 / マントル / オリビン粒界 / 粒界偏析
Research Abstract

本年度、7月中旬までの限られた研究期間であったが、二面角と状態図の関係を探る研究において成果を挙げることができた。使用した系は、銀-ニッケル、コバルト、銅、鉄、シリコンで、すべて二相系である。すべては、粉末を混合、焼結、加工、表面研磨、サーマルグルービングという処理を経て、二面角を走査型電子顕微鏡法により測定した。例えば、銀vsニッケル・ニッケル、ニッケルvs銀・銀の二面角を測定することで、銀粒界エネルギーを基準とした、すべての粒界・異相界面エネルギーを求めることが出来た。それによると、まず、粒界エネルギーは、これまで言われてきたように、それぞれの相の融解エンタルピーと見事な線形関係が成立する。また、異相界面エネルギーと液相での混合エンタルピーに正の相関関係があるのを見出した。つまり、異相界面においても、その界面構造・化学組成が二成分の混合液相のそれに近いことを示している。このことは、状態図の形より、その組成で形成される粒界。異相界面の構造・化学、エネルギー状態の予想を可能にする。また、その逆の、二面角の測定より、状態図の形を予想できることを意味する。水が共融効果を抑える系、例えば、フォルステライト・エンスタタイト系が挙げられるが、マントル岩のオリビン-単斜輝石に発達する二面角を測定することで、岩石中の含水量を推定することが可能になると思われる。
現在、これらの結果・考察をまとめ、論文作成に従事している。

Report

(3results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report

Research Products

(7results)

All 2004 Other

All Journal Article Publications

  • [Journal Article] Effect of hydrogen on Fe-Mg interdiffusion in olivine2004

    • Author(s)
      Wang Z, Hiraga T, Kohlstedt DL
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 85

      Pages : 209-211

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Hiraga T, Anderson IM, Kohlstedt DL: "Chemistry of grain boundaries in mantle rocks"American Mineralogist. 88. 1015-1019 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Holtzman BK, Kohlstedt DL, Zimmerman ME, Heidelbach F, Hiraga T, Hustoft J: "Melt segregation and strain partitioning : implications for seismic anisotropy and mantle flow"Science. 301. 1227-1230 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Hiraga T, Anderson IM, Kohlstedt DL: "Grain boundaries as reservoirs of incompatible elements in the Earth's mantle."Nature. 427. 699-703 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Hiraga: "Interfacial energies for quartz and albite in pelitic schist"Contributions to mineralogy and petrology. 143. 664-672 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Hiraga: "Structure and chemistry of grain boundaries in deformed, olivine + basalt and partially molten lherzolite aggregates : evidence of melt-free grain boundaries"Contributions to mineralogy and petrology. 144. 163-175 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] T.Hiraga: "Chemistry of Grain Boundaries in Mantle Rocks"American Mineralogist. (in press). (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

URL :

Published : 2002-04-01   Modified : 2016-04-21  

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