| 研究課題/領域番号 |
23K04893
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 滋賀県立大学 |
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研究代表者 |
山田 明寛 滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (00543167)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 高温高圧 / ガラス / 高密度化ガラス / 機能性セラミックス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、ガラス材料に高温高圧処理を施すことで、機械的・光学的特性の向上が報告され、新規材料開発の手法として注目されている。現在までのところそれら報告の多くは数GPaの比較的低い圧力下での実験が主流であり、より高い圧力で合成された高密度化ガラスの物性・構造およびその成因など、不明な点が多い。本技術が構築されれば、これまでの組成設計とは全く異なる新たなガラス材料開発に向けて基礎的な知見を得ることができる。さらに本技術は、温度圧力条件はもとより、応力場の制御など極めて広い目的での実験に応用が可能であり、様々な分野における研究の発展に貢献されうる。
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| 研究実績の概要 |
ガラスの高温高圧処理はその高密度化に伴い高硬度化・高屈折率化・低分散化など、さまざまな物性の向上をもたらす。また、負荷する応力を制御することで等方性材料だけではなく、異方性をもつ材料も合成することができる。ガラス構造は負荷する応力によって徐々に変化するため、負荷応力の拡大はより優れた物性を有するガラス材料の合成に繋がる。
本年度は既設の準一軸型加圧であるパリーエジンバラ型加圧方式を用いて、高温高圧処理による異方性ホウケイ酸塩ガラスの合成に取り組んだ。得られたガラスについて、放射光X線を用いて、その異方構造を明らかにした。さらに、高温高圧X線回折実験により高温高圧下でのガラスの高密度化に伴う構造変化をその場観察した。これらの実験と並行して、新たに導入するDIA型加圧モジュールの設計についてより詳細な点まで検討を行い、次年度の導入に向けて最終調整を行なった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、既に技術開発を行い実験実績のあるパリーエジンバラ型アンビルを用いた実験を進め、特に異方性ガラスについての研究を進めることができた。また、本研究課題で主となる技術開発であるDIA型モジュールの設計も大きく進み、具体的な導入計画を立てることができた。年度内での導入にまでは間に合わなかったが、次年度中には導入および予備的な実験にまでは十分に進めることができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度は前年度に検討、設計を行ったDIA型加圧モジュールを、当研究室既設の50 tonプレスフレームに導入する。導入後、室温下での圧縮試験を行い安定な加圧が可能であることの確認とともに圧力発生効率を調べる。安定な加圧が可能であることを確認後、加熱試験を行う。順調にいけば年度内に実際の試料を高温高圧セル中に設置し高密度化ガラスを合成する。また、本研究室での実験と並行して、放射光施設での高温高圧実験を行い、高密度化のメカニズムについての研究を進める。
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