ガラスの熱物性に対する混合同位体効果の解明と新規低融点ガラスの設計

• 研究課題/領域番号: 22656145
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 滋賀県立大学
• 研究代表者: 松岡 純 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (20238984)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 機能性ガラス / ガラス / 同位体 / ホウ素 / 粘度 / 混合同位体効果 / 配位数 / アルカリ酸化物 / アルカリ土類酸化物 / 熱拡散率 / フォノン / 平均自由行程 / 熱伝導率

研究概要

同位体置換したガラスの性質から, 構成原子の大きさや電気陰性度が同じで質量のみが異なるときの物性変化が判る。本研究では酸化物ガラスの熱物性と粘性の本質に対する理解を深めるため,これらの性質に対するホウ素の同位体効果を研究した。その結果,同位体を混合すると固体状態での熱伝導が低下することと,融液状態での粘度が低下することを見出した。これらは共に,同位体の混合で原子の熱振動が局在化することで説明できた。またこれらの成果より,同位体の置換がガラスの物性制御に有効であると判った。

研究成果

• [雑誌論文] ガラスの熱伝導率の組成依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡純
  • 雑誌名: NEW GLASS 巻: 27.4 ページ: 20-23
• [雑誌論文] 無機ガラスの熱伝導特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡純
  • 雑誌名: 熱測定 巻: 39.3 ページ: 106-111
  • NAID: 40019359972
• [学会発表] Vibrational Connectivity of Oxide Glasses from the Points of View of Thermal Conductivity and Viscosity (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun Matsuoka
  • 学会等名: 23rd International Congress on Glass
  • 発表場所: Prague
• [学会発表] Thermal Diffusivityof SodiumBorate Glasses around the Glass Transition Temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Matsuoka, Taro Kimura, Toru Sugawara and Satoshi Yoshida
  • 学会等名: 11th European Society of Glass Conference
  • 発表場所: Maastricht, Nederland
  • 年月日: 2012-06-03
• [学会発表] Thermal Diffusivity of Sodium Borate Glasses around the Glass Transition Temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Matsuoka
  • 学会等名: 11th European Society of Glass Conference
  • 発表場所: Maastricht
• [学会発表] Infrared Absorption Spectra of Borosilicate Glass Melts (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Matsuoka, Kanwu Shirakawa, Toru Sugawara and Satoshi Yoshida
  • 学会等名: 7th International Conference on Borate Glasses、Crystals, and Melts
  • 発表場所: Halifax, Canada
  • 年月日: 2011-08-21
• [学会発表] Boron Isotope Effect on the Thermal Conduction ofB2O3Glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Matsuoka, Taro Kimura, Toru Sugawara and Satoshi Yoshida
  • 学会等名: 7th International Conference on Borate Glasses, Crystals, and Melts
  • 発表場所: Halifax, Canada
  • 年月日: 2011-08-21
• [学会発表] Boron Isotope Effect on the Thermal Conduction of B_2O_3 Glass (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Matsuoka
  • 学会等名: 7th International Conference on Borate Glasses, Crystals, and Melts
  • 発表場所: Dalhousie University Halifax, Canada
• [学会発表] Infrared Absorption Spectra of Borosilicate Glass Melts (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Matsuoka
  • 学会等名: 7th International Conference on Borate Glasses, Crystals and Melts
  • 発表場所: Dalhousie University Halifax, Canada
• [学会発表] ホウ酸塩およびホウケイ酸塩ガラスの混合同位体効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松岡純, 吉田智, 菅原透
  • 学会等名: 第51回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] ホウ酸塩およびホウケイ酸塩ガラスの混合同位体効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 松岡純, 吉田智, 菅原透
  • 学会等名: 第51回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 東京大学駒場第二キャンパス
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] B2O3 ガラスの熱伝導率に対するホウ素同位体効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村太郎, 菅原透, 吉田智, 松岡純
  • 学会等名: 日本材料学会セラミック材料部門委員会成 22 年度学術講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] B_2O_3ガラスの熱伝導率に対するホウ素同位体効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村太郎, 菅原透, 吉田智, 松岡純
  • 学会等名: 日本材料学会セラミック材料部門委員会平成22年度学術講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学
  • 年月日: 2010-07-13