| 研究課題/領域番号 |
16H04215
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
平尾 一之 京都大学, 工学研究科, 名誉教授 (90127126)
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| 研究分担者 |
西 正之 京都大学, 工学研究科, 講師 (50402962)
清水 雅弘 京都大学, 工学研究科, 助教 (60704757)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ガラス融液 / ソレー効果 / 酸化物融液 / 温度勾配 / 高温物性 / 拡散 / 不均一性 / 分離 |
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| 研究実績の概要 |
レー効果は温度勾配を駆動力とした物質の拡散現象であり、様々なガラスの溶融プロセスにおいて融液組成の不均一を生じさせる因子であるため、その機構の解明は工業的に重要である。ガラス融液のソレー効果を解明するため、実験・分子動力学計算・理論の三つの定量的アプローチを行い下記の成果を得た。
①Na2O-SiO2系、Na2O-GeO2系、Na2O-B2O3系のガラス融液において、縦型電気管状炉を用いた自然対流抑制下での実験を行いソレー係数を得た。ソレー係数の解析の際には測定誤差を評価した。②それらに対して、我々が提案した修正Kempersモデルを適応したところ、実験値と符号が一致し、かつ絶対値がオーダーレベルで合うことがわかった。この内、Na2O-B2O3系に関しては国際的な論文誌に掲載された。③熱力学パラメータを再現可能なポテンシャルセットを用いて、CaO-SiO2融液系で非平衡分子動力学計算によってソレー係数を算出した。一方で平衡分子動力学で求めた熱力学パラメータを用いて、修正Kempersモデルからソレー係数を算出した。符号が一致し、絶対値がオーダーレベルで合うことがわかった。この結果は国際的に著名な論文誌に掲載された。
以上の実績は、温度勾配下における多成分ガラス融液の拡散挙動を予測・理解するための学術的な基礎であり、溶融炉内の組成分布をより精密に予測することにつながることから工業的に意義がある。今後の展開としては、3成分系以上への拡張や移流拡散方程式による炉内元素分布へのソレー効果の影響評価が挙げられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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