| 研究課題/領域番号 |
60430020
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
無機工業化学・無機材料工学
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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)
小久保 正 京都大学, 化学研究所, 教授 (30027049)
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| 研究期間 (年度) |
1985 – 1988
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| キーワード | ガリウム酸塩ガラス / アルミン酸塩ガラス / チタン酸塩ガラス / 配位数 / X線動径分布解析 / ラマンスペクトル / 蛍光X線化学シフト / 組成設計 |
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| 研究概要 |
本研究は、赤外透過性やイオン伝導性などの機能物性において新しい特性を示すことが期待されるガリウム酸塩、アルミン酸塩、チタン酸塩の非シリケート酸化物ガラスの機能設計、すなわち、組成と物性との関連から希望の機能を示すガラスの組成を求めることを可能にするために、これらのガラスの構造を明らかにすることを目的として始めたものである。
ガラス形成酸化物を含まずにガラス化するガリウム酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、チタン酸塩2成分系ならびに3成分系ガラスについてX線動径分布解析、ラマン分光、蛍光X線の化学シフトによって構造を調べた。その結果、ガリウム酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、チタン酸塩ガラスのいずれにおいても、ガラス網目を形成すると思われる主要酸化物のカチオン、すなわち、Ga^<3+>、Al^<3+>およびTi^<4+>イオンの大部分はガラス中で4配位の状態で存在することが明らかとなった。このことは、網目をつくるカチオンが3または4の小さい配位数を持ち、構造単位の多面体MO_3またはMO_4(Mは金属)が頂点の酸素を共有してつながるときにガラス化がおこるとするZachariasenのガラス網目構造説がガリウム酸塩、アルミン酸塩およびチタン酸塩ガラスにもあてはまることを示している。ガリウム酸塩およびアルミン酸塩ガラスについて密度、強度、熱膨脹、電気伝導度などの物性の組成変化を測定し、ラマンスペクトルの組成変化と関連づけることによって、物性の組成による変化が、ガラス中での架橋酸素と非架橋酸素の濃度の違いおよび結合の強さの変化によって説明できることを明らかにした。
以上の成果により、ガリウム酸塩、アルミン酸塩、チタン酸塩ガラスの組成設計が可能になったと考えている。
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