| 研究課題/領域番号 |
13450303
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐々木 康 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90281782)
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| 研究分担者 |
井口 学 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00043993)
工藤 昌行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001248)
石井 邦宜 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001214)
柏谷 悦章 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10169435)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | モールドフラックス / 変形応力 / ガラス相 / Raman分光 / 粘弾性体 |
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| 研究概要 |
平成13年度では、比較的低温で広い液相領域を持つNa_2O-NaF-SiO_23元系を選び、NaFの添加量、試料温度、塩基度などを変化させた試料のRaman分光測定を行い、そのスペクトル変化から、Fが融体構造に及ぼす影響を検討し、NaFが増えるにつれ見かけ上polymerizationが進行することを明らかにした。H14年度ではこれらの組成に対応したフラックスの分子動力学シュミレーションによる検討を行った。その結果、Raman分光で得られた結果と同様に、動力学計算においてもNa_2O-SiO_22元系にNaFを添加することにより、融体のpolymerizationが進行することを示した。さらに、計算によりFのSiに対する配位数が約0.1程度の値を持つ結果を得た。これは10個に1個程度のSi4面体に1個のFイオンが配位していることが計算から明らかになったが、これらのFはいずれも非架橋の位置に配意しており、polymerizationには関与しないことを明らかにした。これらの結果により、Fはフラックス中では希釈剤として働く、つまり、Naイオンのnetwork modifierとして働きを阻害することを明確にした。
H14年ではRaman分光の実験と同時に開発を進めていた微少応力測定装置を用い1400から1600℃の範囲においてCaO-SiO_2-Al_2O_3-CaF4元系試溶融体の応力評価を行い、Al_2O_3が増加すると変形応力が増大し、またFが増大すると、応力が低下する結果を得た。CaO-SiO_2系スラグへのAl_2O_3やCaFの添加は共に溶融スラグのpolymerizationを増大させる働きがあるが、応力に及ぼす影響はまったく異なることを示している。この事はAlとFイオンが融体中における構造への影響やその役割が本質的に異なることを明らかにした。
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