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本研究の目的は、特に配向性を示す結晶化ガラスを対象としたガラスの表面結晶化の初期過程をAFMで観察し、さらに中性子回析などから算出されたガラスの構造を基に、分子動力学法を用いて結晶化過程をシミュレートし、表面結晶化過程を解析することである。本年度ではAFM観察を主に行った。対象としたガラスは、表面結晶化により配向することが知られているLi2O・2SiO2である。原子間力顕微鏡AFMにより、結晶化初期状態である核生産と結晶成長の様子を観察し、どのような挙動であるかを調べた。結晶化初期を想定した熱処理条件で結晶化させたガラスの表面を調べたところ、結晶子の大きさが20〜40nmの結晶が表面部分で析出していることがAFMでは観察された。一方、一般の熱処理条件では、結晶が大きく成長していた。初期状態の粒が結晶かどうかを調べるために作成したガラスの表面を観察したところ同様な粒が観察された。Li2O・2SiO2は、大気中では、水分や二酸化酸素と反応しやすく、熱処理を行わないガラス表面上にも、数十nmの径を持つ粒子が観察された。ちなみに、石英ガラスやソーダライムガラスではその粒を見ることができないので、これはLi2O・2SiO2特有の現象であると思われる。そのガラスを熱処理し結晶化させた表面をAFMで観察すると、その粒が見られ、その粒が結晶析出を起こしているかどうかは不明であった。人為的に過度の条件で表面の反応を促進させ、観察する必要があり、または、反応しにくいガラス系の選択が必須である。
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