| 研究課題/領域番号 |
03650541
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属製錬・金属化学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
森永 健次 九州大学, 総理工, 教授 (70038074)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1992年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1991年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | 酸フッ化物 / 融体 / 導電率 / 蛍石構造 / 酸素分圧 / 正孔 / マーデリング定数 / 規則性 / 酸フッ化物系融体 / ク-ロン力 / 構造 / Redox反応 |
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| 研究概要 |
導電率の酸素分圧依存性およびHot-thermocouple法による融体の直接観察から、MO-MF_2(M=Ca、Sr、Ba)系融体における"液体格子"の存在条件を調べ、液体格子と酸素空孔の生成原因について検討した。≦20mol%MO(M=Ca、Sr、Ba)の組成領域で、導電率が酸素分圧に依存して可逆的に変化した。導電率は酸素分圧の1/4乗に比例して増加した。この組成領域では実体顕微鏡による融体の直接観察から、融体の外観が透明から不透明へ可逆的に変化することを確認した。これらの新しい現像は融体中に存在する液体格子への雰囲気中の酸素がイオンとして溶解し正孔が生成することに起因しているものと考えられる。このような現像が起こる条件としては以下のことが挙げられる。(1)CaF_2、SrF_2およびBaF_2はマーデリング定数が大きな蛍石型構造をとり、MF_2量が多い融体ではかなりの規則性をもつ液体格子を作る。(2)CaO、SrOおよびBaOを添加すると、これらはそれぞれの液体格子に組み込まれ、F-とO^2-イオンの電荷の差から正孔を生成する。この正孔はM-F間クーロン力が弱いBaF_2において生成しやすいことがわかった。(3)この陰イオン空孔に、あるしきい値以上の酸素分圧で雰囲気中の酸素がイオン化溶解し、電荷バランスのために正孔を生成する。この正孔の量は、導電率の酸素分圧依存性から推定して、酸素分圧の1/4乗に比例するものと考えられる。しかし、正孔のすべてに酸素が溶融すると正孔は飽和値を示し、導電率も一定値に近づく傾向を示した。また、MOの量が多くなるとMF_2が形成する液体格子が崩壊するため、上記の可逆変化は観察されないことがわかった。
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