| 研究課題/領域番号 |
23360332
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
柴田 浩幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50250824)
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| 研究分担者 |
早稲田 嘉夫 東北大学, 多元物質科学研究所, 名誉教授 (00006058)
太田 弘道 茨城大学, 工学部, 教授 (70168946)
助永 壮平 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (20432859)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| キーワード | 珪酸塩 / 熱伝導率 / 非架橋酸素 / NMR / レーザーフラッシュ法 |
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| 研究概要 |
（１）CaO-SiO2-K2O系融体の熱伝導率： CaO-Na2O-SiO2系融体の熱伝導率は、CaO/Na2Oの比が大きいほど増加した。本年度はイオン種の変化が熱伝導率に与える影響を調査するために、CaO-SiO2-K2O系融体の熱伝導率測定を行った。SiO2濃度は50mol%として、CaO/K2Oのモル比を0.25～４まで変化させた。測定した熱伝導率は温度依存性がほとんどないこと、CaO/K2Oの比が変化しても熱伝導率が変化しないことが明らかとなった。
（２）CaO-SiO2-Al2O3-K2O系ガラスの構造解析：CaO-SiO2-Al2O3-K2O系スラグでは、K2O添加による粘度が上昇する。一方で、CaO-SiO2-K2O系融体の熱伝導率はK2Oの影響がほとんど受けない。このような物質の移動特性に対するK2Oの影響の差異を調査するためにCaO-SiO2-Al2O3-K2O系ガラス試料の27Al MAS NMRスペクトルを測定した。構造欠陥であるAlO5の量がK2Oの添加とともに低下していることがわかった。
（３）珪酸塩融体の熱伝導率モデル：平成24年度に構築した３次元モデルの改良をおこなった。珪酸塩融体の構造を2つの部分に分け、一つは非架橋酸素と塩基性酸化物陽イオンが存在するケイ酸塩イオンの間の領域、もう一つは珪酸塩イオンの領域である。二つの領域の体積比は非架橋と架橋酸素イオンの体積比fの高熱伝導率の部分(ケイ酸塩イオン)を低い熱伝導率の部分で囲み、それを隙間なく充填したモデルを用いた。ケイ酸塩イオンの間の熱伝導率は塩基性酸化物のモル比の線形結合とした。その結果、非架橋算数が増大するにつれて、熱伝導率が低下する傾向が良く再現できるようになった。しかし、非架橋酸素の数が多い珪酸塩融体の場合には推算値が実測値からずれており、さらなるモデルの改良が必要である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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