| Project/Area Number | 16H04543 |
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Metal making/Resorce production engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
柴田 浩幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50250824)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
助永 壮平 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (20432859)
太田 弘道 茨城大学, 工学部, 教授 (70168946)
金 キョンホ 東北大学, 多元物質科学研究所, 研究支援者 (30733589)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted(Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost : ¥13,700,000、Indirect Cost : ¥4,110,000)
Fiscal Year 2018 : ¥4,290,000 (Direct Cost : ¥3,300,000、Indirect Cost : ¥990,000)
Fiscal Year 2017 : ¥4,940,000 (Direct Cost : ¥3,800,000、Indirect Cost : ¥1,140,000)
Fiscal Year 2016 : ¥8,580,000 (Direct Cost : ¥6,600,000、Indirect Cost : ¥1,980,000)
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| Keywords | 高温融体物性 / ケイ酸塩ガラス / 熱伝導度 / 粘度 / 構造解析 / ケイ酸塩融体 / 酸化物ガラス / 構造 / NMR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、ケイ酸塩ガラスや融体の構造が網目構造領域とその切れ目の二つの構造領域により構成されていると仮定し、各領域の構成元素の情報に基づいて、これらのランダム物質の物性(熱伝導度および粘度)を理解することを試みている。平成28年度は、(30-x)CaO-xMgO-15Al2O3-55SiO2(mol%)系ガラスを作製し(担当：金(東北大学))、熱伝導度測定(担当：太田(茨城大学)、柴田(東北大学))と27Al magic angle spinninig nuclear magnetic resonance (MAS NMR)測定(担当：助永(東北大学))を行った。また、この組成系では、すでに17O核を対象としたMAS NMR測定が行われており、Caイオンが網目構造内部に存在しやすく、Mgイオンはチャンネル領域に存在しやすいことが報告(CAMP ISIJ, 27(2014), 695.)されており、これら2種類の陽イオンの位置情報が熱伝導度に与える影響を調査したことになる。同ガラスの熱伝導度はCaOをMgOで置換することにより上昇した。同試料の27Al MAS NMR測定を行った結果、アルミニウムイオンの大半が酸素4配位構造(AlO4)を取っていること、また、ガラス中のMgO濃度(x)が上昇すると、酸素5配位構造(AlO5)の量が増加することが明らかになった。今後、Alを含まないガラスやその他の陽イオンペア(Ca-Kなど)を含むガラスについて熱伝導度測定を行い、それぞれのアルカリ土類陽イオン(例：Mg、Caイオン)およびAlO5が熱伝導度に寄与するメカニズムについて定量的な調査を行う予定である。また、熱伝導度測定を行ったガラスと同系融体の粘度測定装置の検定を行い、次年度以降の研究で使用する粘度測定の手法を確立した。
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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
平成28年度遂行予定の(30-x)CaO-xMgO-15Al2O3-55SiO2(mol%)系ガラスの作製、熱伝導度測定およびNMR測定(27Al核)を行うことができており、おおむね計画通りに研究が進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Alを含まないCa-Mg-Si-O系ガラスやその他の陽イオンペア(Ca-Kなど)を含むガラスについて熱伝導度測定を行い、それぞれのアルカリ土類陽イオン（またはアルカリ金属イオン）およびAlO5が熱伝導度に寄与するメカニズムについて定量的な調査を行う予定である。また、熱伝導度測定を行ったガラス系と同系の融体について熱伝導度および粘度評価を行い、熱伝導度と粘度の発現メカニズムについても考察を深める。
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Report
(1results)
Research Products
(6results)
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[Presentation] 金属および無機融体の熱伝導率測定法2016
Author(s)
柴田浩幸, 助永壮平, 太田弘道, 西剛史
Organizer
日本鉄鋼協会 第172回秋季講演大会
Place of Presentation
大阪大学(大阪府豊中市)
Year and Date
2016-09-21 – 2016-09-23
Related Report
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[Presentation] 溶融ケイ酸塩のバルク特性と構造2016
Author(s)
助永壮平
Organizer
日本セラミックス協会 第29回秋季シンポジウム
Place of Presentation
広島大学(広島県東広島市)
Year and Date
2016-09-07 – 2016-09-09
Related Report
Invited
