| 研究課題/領域番号 |
60430020
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
作花 濟夫 京都大学, 化学研究所, 教授 (10027021)
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| 研究分担者 |
幸塚 広光 京都大学, 化学研究所, 助手 (80178219)
牧 俊夫 京都大学, 化学研究所, 助手 (30027031)
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| キーワード | チタネートガラス / X線動径分布解析 / X線構造解析 / Ti^<4+>の配位数 / 2成分チタネート / アルカリ-ガロ-チタネートガラス |
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| 研究概要 |
酸化チタンを主成分とし、古典的なガラス形成酸化物(SiO_2、B_2O_3、GeO_2およびP_2O_5)を含まないチタン酸塩ガラスの構造を研究した。
チタン酸塩ガラス中のTi原子の配位数を明らかにするためにK_2O・2TiO_2 組成のガラスについてX線動径分布解析を行なった。このガラスについては1970年代にZarzyckiがK近似法を用いるX線動径分布解析を行なってTi^<4+>の配位数は6であると発表している。K近似法では誤差が大きいことを考慮して本研究ではペア関数法を用い、また、X線回折の測定範囲をひろげて、測定ならびに解析の誤差を小さくして研究を進めた結果、このガラス中で大部分(85%以上)のTi^<4+>イオンは、Zarzyckiの結果と異なり4配近であること、6配位のTi^<4+>はごく小濃度でしか存在しないことが確かめられた。
次にこのガラスのラマンスペクトルを測定したところ、4配位のTiによるピークは880cm^<-1>附近にあることが明らかとなった。そこで、Cs_2OーTiO_22成分系ガラスのラマンスペクトルを測定し、そのスペクトルを上記の知見に基づいて解釈することにより、この系のガラス中でもTiは大部分が4配位であることを明らかにした。多くのTiO_2含有結晶中でTi^<4+>は6配位で存在することを考慮すると、TiO_2を主成分とするガラス中でTi^<4+>が4配位で存在することは興味がある。
以前の研究でガラス形成酸化物を含まなくてもガリウム酸塩組成にはガラス化するものがあること、またGa^<3+>はガラス中で4配位であることを明らにした。そこでGa^<3+>とTi^<4+>の両方を含むアルカリ酸化物(アルカリはNa、KまたはCs)ーGa_2O_3ーTiO_23成分系ガラスについてラマンスペクトルを測定し、ピークの位置からこれらの2種の陽イオンの配位数を求めたところ、両方の陽イオンとも4配位で存在するとの結論を得た。
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