| 研究課題/領域番号 |
15K06440
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| 研究機関 | 兵庫教育大学 |
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研究代表者 |
庭瀬 敬右 兵庫教育大学, 学校教育研究科(研究院), 教授 (50198545)
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| 研究期間 (年度) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| キーワード | 格子欠陥 / ナノ材料 / 黒鉛 / ダイヤモンド / 照射 / 衝撃圧縮 / 静水圧 / ラマン分光法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、炭素系物質中の欠陥が黒鉛-ダイヤモンド変換に与える影響を明らかにして、ナノ欠陥を用いて新たな物質を創生するナノ欠陥エンジニアリアリング研究を発展させることである。高エネルギー粒子線照射やボールミリングを行うことによって、黒鉛に欠陥を導入することができるが、欠陥を導入した試料に、衝撃圧縮や静水圧を与えて高温・高圧の環境条件にし、黒鉛-ダイヤモンド変換の過程を調べる。それによって、試料に存在する炭素系物質内の欠陥が変換に与える影響をナノ欠陥の観点から明らかにすることができると考えられる。そのためには、高エネルギー粒子線照射やボールミリングの環境下で導入される欠陥がどのようなものであるかを明らかにする必要がある。
我々は、これまで、C60フラーレンや中性子照射黒鉛、カーボンナノウォールに衝撃圧縮を行うことによってアモルファスダイヤモンドが生成されることを見出してきた。一方、ボールミリングによっても、ボールの衝突下でナノ欠陥が多量に生成されるため、新たな物質創製の原料となることが予測される。これまでの黒鉛のボールミリングの研究から、ボールミリングによって導入される欠陥には、乱れを加速させる欠陥がミリング条件に依存して現れることが明らかになってきている。性質の異なる欠陥に注目して、衝撃圧縮の実験を行っているが、中性子照射した黒鉛試料やC60フラーレンを初期試料として用いた場合に比較してダイヤモンド変換が起こりにくいことが示唆されている。
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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
現在、ボールミリングによって黒鉛にどのように欠陥が蓄積するかを明らかにするために、ボールの材料、ボールの大きさ、遊星ミルでの回転速度などの条件を変化させて調べている。ラマン分光法による測定で、ミリングによって単純な欠陥から乱れた欠陥の蓄積ステージに分けられることが示された。このボールミリングによって粉体化した黒鉛を用いて、東京工業大学で衝撃圧縮急冷の実験を行っている。また、愛媛大学、兵庫県立大学との共同研究で、中性子照射された黒鉛の静水圧下での変化を調べている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、アモルファスダイヤモンド生成のための原材料の状態を明らかにするために、ボールミリングや高エネルギー粒子線照射による欠陥の導入過程の解明、および衝撃圧縮、静水圧下での黒鉛－ダイヤモンド変換の状態をラマン分光法やX線分光、電子顕微鏡を用いて明らかにしていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
タングステンカーバイドのボールミリングの消耗品は、他の種類のボールに比較して高額であるため、残額は、次年度のタングステンカーバイドのボールミリングの消耗品の購入に充てるため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
タングステンカーバイドのボールの購入に充てる。
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