| 研究課題/領域番号 |
19K22040
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
竹田 修 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60447141)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 融体 / 酸化物 / 無容器測定 / 懸滴法 / 密度 / 表面張力 / 溶融酸化物 / 高温融体 / MgO |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高融点純酸化物の代表格であるMgO（融点2977℃）やCaO（融点2899℃）は、工学的にも理学的にも重要であるにもかかわらず、融点の高さから純物質の熱物性は未だに実測値が無い。そこで、本研究は、無容器測定を実現する浮遊帯域溶融炉（Xeランプ四楕円型帯域溶融炉）を用いて、懸滴法によって、MgOやCaOといった高融点純酸化物の熱物性（密度、表面張力）を直接測定することを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
高融点純酸化物の代表格であるMgO（融点2977℃）は、工学的観点からは製錬におけるスラグの主成分、ガラスやセラミックの重要成分であり、理学的観点からは地球内部のマントルを形成する主成分であるにも関わらず、融点の高さから純物質の熱物性は未だに実測値が無い。現状では、低温でも溶融する混合物の熱物性値から外挿して推定されている。本研究では、無容器測定を実現する浮遊帯域溶融炉（Xeランプ四楕円型帯域溶融炉）を用いて、懸滴法によってMgOを含む高融点純酸化物の熱物性（密度、表面張力）を直接測定することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、MgOを含む酸化物の純物質の熱物性を直接測定した。これによって、共存物質の影響の無い酸化物融体本来の熱物性について、事実に基づいた確度の高い議論ができるようになると考えられる。特に、酸化物融体のバルク構造、表面構造をより正確にモデリングできることが期待される。この成果は、製錬プロセス制御の高度化のみならず、ガラス産業等での材料開発の指導原理の深化、あるいは地球科学における地球内部のマントル対流の理解等にも波及すると考えられる。
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