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1. Li2O-GeO2系ガラスを結晶化が起こらない室温から400℃の温度範囲で最高30Gpaまで加圧し高密度非晶質相を合成し密度測定とEXAFS測定により非晶質相の局所構造を解析した。Li2O-GeO2系ガラスでは30GPaで加圧しても回収試料は10%程度の密度上昇しか得られないことがわかった。この値は圧力誘起非晶質相が40%の密度増を示すのに対し小さい。EXAFSの解析により第一近接のGe-O間距離は約1.77Aでこれはほとんど全てのGeに対してOが4配位していることを示す。今回実験を行った圧力条件下では配位数が4から6に変化しているはずだから減圧過程で配位数が可逆的に4に戻ったと考えられる。高圧下で局所構造の変化が起こった際にその構造が減圧しても非可逆的に保たれるか否かは、配位数変化により生じたGeO6八面体が形成するルチル構造的なドメインのサイズによると考えられる。圧力誘起非晶質相のTEM観察では直径10数Aのルチル構造を示すドメインが観察されている。一方、Li2O- GeO2系ガラスでは添加されたLiイオンによりGeO6八面体のネットワークが分断されるため、ルチル構造ドメインサイズが圧力誘起非晶質相のそれに比べ小さく、減圧過程で可逆的に配位数が4に戻ったと考えられる。
2. キュービック型700トン超高圧発生装置を立ち上げ、GeO2の高圧下での融解実験を行った。LaCr03の筒型ヒーターを導入することで3GPa、1900℃でGeO2を還元されることなく融解することに成功した。実験圧力領域をさらに広げ、融解曲線を決定することが今後の課題である。
3. キュービック型700トン超高圧発生装置を用いて高温高圧下での反応(特に融解反応)を検出するため高圧示唆熱分析システムを開発した。Ca(OH)2を試料にその融解曲線を8GPaまで決定することができた。現時点で1000℃程度までは精度のよいDTA測定が可能となったが、GeO2やSiO2の融解反応を検出するには実験温度領域をさらに高く(2000℃まで)広げる必要がある。
4. Li2O-GeO2系ガラスの高圧下でのEXAFSその場観察のための予備実験を行い、Ge単体のEXAFS解析から試料にかかる圧力を見積もることが可能なことを明らかにした。高圧容器にGeとLi2O-GeO2系ガラスを挿入することで高圧でのEXAFS測定が可能となった。10GPa程度の高圧下でのLi2O-GeO2系ガラスを用いた実験はSPring-8で1999年7月に実施予定である。
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