| 研究課題/領域番号 |
11305062
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
山根 正之 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40016382)
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| 研究分担者 |
矢野 哲司 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90221647)
柴田 修一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00235574)
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| キーワード | イオン交換 / アルミノシリケートガラス / 銅イオン / 銀イオン / 電気伝導度 / ガラス転移温度 |
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| 研究概要 |
酸化物ガラス中のアルカリイオンの一部を他のアルカリイオンとこうかんすることにより、通常のガラス製造法では得られない種々の機能を付与させることを目的として、アルカリアルミノケイ酸塩ガラスについて、R^+/Na^+(R^+=Ag^+またはCu^+)のイオン交換を行い、誘起される構造変化と物性との関係について調査した。
Na_2O-Al_2O_3-SiO_2系ガラスのCu^+/Na^+のイオン交換によって導入したCu^+は導入前と同じ1価で存在するが、その酸素配置数は交換が進むにつれて増大し、Cu^+に特有の2からCu^<2+>に特有の4に近づくことがXPS測定とEXAFS測定により明らかになり、Cu^+/Na^+イオン交換ガラスの高い電気伝導度やガラス転移点の低下はこのような酸素配位数の増大をもたらすガラス構造の変化と密接に関係しているものと推定された。一方Ag^+/Na^+のイオン交換によってAg^+を導入した場合には、^<29>SiMAS-NMRスペクトル測定および^<27>Al MAS-NMRスペクトル測定からはCu^+/Na^+のイオン交換におけるようなガラスの網目構造の著しい変化は認められなかったが、交換が進むにつれてIRおよびラマン散乱スペクトル測定における振動スペクトルのピークがシフトし、Ag^+イオンは非架橋酸素近傍のサイトがすべて占有された後、4配位のAl^<3+>イオンの電荷補償サイトを占めると推定された。これらの結果から、非架橋酸素を含まないガラスでのR^+/Na^+イオン交換によって高い電気伝導度が実現されることが明らかになった。
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