| 研究課題/領域番号 |
07650868
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
須佐 匡裕 東京工業大学, 工学部, 助教授 (90187691)
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| 研究分担者 |
南口 誠 東京工業大学, 工学部, 助手 (90272666)
福山 博之 東京工業大学, 工学部, 助手 (40252259)
丸山 俊夫 東京工業大学, 工学部, 教授 (20114895)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1996年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1995年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
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| キーワード | スラグ / 酸化鉄 / 光吸収 / 電荷移動帯吸収 / 配位子場 / 塩基度 / 酸素のイオン屈折 / メスバウアー分光法 / 吸収端シフト / 結晶化 / 配位数 |
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| 研究概要 |
酸化鉄含有スラグにおける電荷移動帯吸収の吸収端の移動機構を、(1)スラグの結晶化による光散乱、(2)鉄イオン(Fe^<3+>)の配位数及び(3)酸素のイオン屈折の観点から研究した。
酸化鉄を含有したCaO-SiO_2系及びNa_2O-SiO_2系スラグにおいて、(%CaO)/(%SiO_2)及び(%Na_2O)/(%SiO_2)を0.36-1.13の範囲で酸化鉄含有量を0-16%の範囲で変化させたもの、また10%Fe_2O_3-CaO-SiO_2系スラグにAl_2O_3を9-18%加えたものを試料とした(%は全て質量%)。大気中、1750-1800Kにおいて、白金るつぼ中で所定組成の試薬を2-6h溶解した後、水冷銅板上に急冷しガラス状の試料を得た。試料表面を鏡面研磨した後、分光光度計を用いて3-0.3μmの波長範囲で透過率を測定し、Lambertの式を用いて吸収スペクトルに換算した。Fe^<2+>とFe^<3+>の比、4配位と6配位のFe^<3+>の比の決定には、メスバウアー分光法を用いた。また、スラグ中の酸素のイオン屈折を計算するために必要な屈折率と密度は、それぞれ、アッベ屈折計とアルキメデス法を用いて室温において測定した。
各試料の吸収スペクトルには、酸化鉄の含有量、塩基度、Al_2O_3の含有量の増加に伴って、電荷移動帯吸収の吸収端波長が長波長側に移動する傾向が見られた。各試料はX線的にアモルファスであるため、スラグの結晶化による光散乱は吸収端移動に関係しないと結論した。次ぎに、4配位構造をとるFe^<3+>の数が多いほど、O^<2->とFe^<3+>の電子間の相互作用が小さくなるため、吸収端は長波長側に移動するという機構を考えたが、実験的には、6配位のFe^<3+>の割合が増加するに従い、吸収端の波長は長波長側へ移動するという結果が得られ、この機構も否定された。最後に、吸収端波長を吸収係数が10^4m^<-1>となる波長と定義し、その波長とスラグ中の酸素のイオン屈折との相関を調べたところ、実験に用いた全てのスラグにおいて、イオン屈折の増加とともに吸収端波長が長波長側に移動する傾向があることがわかった。この結果より、スラグにおける電荷移動帯吸収の吸収端の移動は、スラグ中の酸素の電子供給能と関連していると結論した。
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