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超高圧処理によるガラスの高密度化における異常現象とフラジリティー概念との相関

研究課題

研究課題/領域番号 13650892
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機工業化学
研究機関神戸大学

研究代表者

河本 洋二  神戸大学, 理学部, 教授 (00030776)

研究分担者 北村 直之  産業技術総合研究所, 関西センター・光技術研究部門, 主任研究官
内野 隆司  神戸大学, 理学部, 助教授 (50273511)
邱 建備  神戸大学, 理学部, 日本学術振興会外国人特別研究員
小路谷 将範  神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (20304123)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2001年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワードガラス / 超高圧 / 密度 / フラジリティー / ファラジリティー
研究概要

250℃でGeS_2ガラスを9GPaまでの圧力で超高圧処理した。永久高密度化ガラスの密度は6GPaまでは印加圧力に比例して増加し、6GPaから9GPaの圧力域において平衡値に達した。永久高密度化GeS_2ガラスの構造を調べた結果、常圧下ではα型およびβ型のGeS_2結晶の中間的な構造をもつガラス構造は、印加圧力の増加と共に、大きな空洞が無いII型GeS_2結晶の構造へと変化することが分かった。
250℃で55ZrF_4・17BaF_2・23EuF_3ガラスを9GPaまでの圧力で超高圧処理した。その結果、ガラスの密度は3GPaまでは印加圧力と共に増加するが、3GPaで最大値を示し、その後、印加圧力と共に徐々に減少するという異常現象を示した。永久高密度化ガラスの構造を調べた結果、この高密度化異常現象はBa^<2+>イオン周りのF-イオンの構造の圧力依存性に起因することが明らかになった。
フッ化ジルコニウム系ガラスの高密度化における異常現象が、ガラスのフラジリティー概念と相関するのではないかという推測を実証するために、異なるフラジリティーを持つと考えられる異なるガラス系、すなわち、フッ化ジルコニウム系、GeS_2、ケイ酸塩系のガラスについて、ガラスの超高圧処理による永久高密度化挙動を調べた。その結果、推測を実証する結果を得た。
フッ化ジルコニウム系ガラスの高密度化異常現象を分子動力学計算によるシュミレーションを行い、原子レベルで構造変化を追跡し、実験結果を実証した。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "Structural study of GeS_2 glasses permanently densified under high pressures up to 9 GPa"Journal of Non-Crystalline Solids. 279. 186-195 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "Structural Study on Peculiar High-Pressure Behavior of Fluorozirconate Glass in Permanent Densification"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 62. 2039-2046 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoji Kawamoto: "High Pressure Densification of Fluoride, GeS_2 and Silicate Glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 284. 128-133 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshinori Tamai: "Molecular Dynamics Simulation of High-Pressure Densification of Fluorozirconate Glass"Journal of Non-Crystalline Solids. 306. 282-291 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "In-situ EXAFS Study on GeS_2 Glass under High-Pressure"Solid State Communications. 124. 189-193 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "High Pressure Densification and Thermal Relaxation Behavior of GeS_2 Glass"Phys.Chem. Glasses. 43C. 181-184 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyauchi, J.Qiu, M.Shojiya, Y.Kawamoto and N.Kitamura: "Structural Study of GeS_2 Glasses Permanently Densified under High Pressures up to 9 GPa"Journal of Non-Crystalline Solids. 279. 186-195 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyauchi, M.Shojiya, Y.Kawamoto and N.Kitamura: "Structural Study on Peculiar High-Pressure Behavior of Fluorozirconate Glass in Permanent Densification"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 62. 2039-2046 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Kawamoto, K.Miyauchi, M.Shojiya, S.Sakida and N.Kitamura: "High Pressure Densification of Fluoride, GeS_2 and Silicate Glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 284. 128-133 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tamai and Y.Kawamoto: "Molecular Dynamics Simulation of High-Pressure Densification of Fluorozirconate Glass"Journal of Non-Crystalline Solids. 306. 282-291 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyauchi, J.Qiu, M.Shojiya, Y.Kawamoto, N.Kitamura, K.Fukumi and Y.Katayama: "In-situ EXAFS Study on GeS_2 Glass under High-Pressure"Solid State Communications. 124. 189-193 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Miyauchi, M.Shojiya, Y.Kawamoto and N.Kitamura: "High Pressure Densification and Thermal Relaxation Behavior of GeS_2 Glass"Phys.Chem.Glasses. 43C. 181-184 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "Structural Study of GeS_2 Glasses Permanently Densified under High Pressures to 9 GPa"Journal of Non-Crystalline Solids. 279. 186-195 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "Structural Study on Peculiar High-Pressure Behavior of Fluorozirconate Glass in Permanent Densification"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 62. 2039-2046 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoji Kawamoto: "High Pressure Densification of Fluoride, GeS_2 and Silicate Glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 284. 128-133 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshinori Tamai: "Molecular Dynamics Simulation of High-Pressure Densification of Fluorozirconate Glass"Journal of Non-Crystalline Solids. 306. 282-291 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "In-situ EXAFS Study on GeS_2 Glass under High-Pressure"Solid State Communications. 124. 189-193 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "High Pressure Densification and Thermal Relaxation Behavior of GeS_2 Glass"Phys. Chem. Glasses. 43C. 181-184 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "Structural study of GeS_2 glasses permanently densified under high pressures up to 9 GPa"Journal of Non-Crystalline Solids. 279. 186-195 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Miyauchi: "Structural study on peculiar high-pressure behavior of fluorozirconate glass in permanent densification"Journal of Physics and Chemistry of Solids. 62. 2039-2046 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoji Kawamoto: "High pressure densification of fluoride, GeS_2 and silicate glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 284. 128-133 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshinori Tamai: "Molecular dynamics simulation of high-pressure densification of fluorozirconate glass"Journal of Non-Crystalline Solids. (In press). (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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