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ガラス形成系における不混和現象は、B_2O_3系で見られるような液相線温度以上に存在する安定不混和(液ー液不混和)と、GeO_2系で見られるような液相線温度以下に存在する準安定不混和の二つに分類される。しかし、これら高温が関与する酸化物系融体の不混和については、その組成や温度領域は報告されているものの相分離状態に関する詳細な研究例はなく、理論的にも検討されていない。本研究では、二成分GeO_2系での核生成ー成長型の分相成長機構ならびに二成分B_2O_3系での二液相分離過程を詳細に調べるとともに、それらの成長機構および相分離状態を融体の物性値から検討した。
1.二成分GeO_2系での核生成ー成長型の分相の成長機構
分相粒子の成長は粒子同士の連結ー合体ー粗大化というプロセスにより進行しており、その成長機構が粒子の連結合体個数nにより決定されることを明らかにした。また、粒子の連結合体個数nは分相粒子の占める体積分率Vfと分相粒子および媒質相の表面張力によって定義した凝集力Cにより決定され、VfおよびCの値が大きなものほどnも大きく、分相粒子の成長速度も大きいことを明らかにした。
2.二成分B_2O_3系での二液相分離過程
二成分B_2O_3系の均一な融体を二液相領域に急冷し等温保持すると、微細な液体粒子が分散した白濁状態から完全に二液相に分離した状態へと変化し、この相分離過程が分散粒子の連結合体による粒子の粗大化過程と、分散粒子の移動とによって進行することを明らかにした。さらに相分離状態の定量的評価を可能とする相分離係数Ωを定義し、Ωが分散粒子の体積分率Vfおよび融体の表面張力γ、密度ρ、粘度ηによって支配されることを示すとともに、これらの物性値により相分離状態を分類、整理した。
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