2010 Fiscal Year Annual Research Report
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20244082
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
滝沢 茂 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 講師 (80114099)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大槻 憲四郎 東北大学, 大学院・理学研究科, 名誉教授 (70004497)
宮崎 修一 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (50133038)
田中 秀実 東京大学, 理学研究科, 講師 (40236625)
西川 治 秋田大学, 工学資源学部, 講師 (90375220)
八田 珠朗 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 主任研究員 (60164860)
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| Keywords | 非晶質化 / 機械的エネルギー / 化学的エネルギー / 石英のCIと溶解熱量 / 10～20nm / フレーク状 / 粒子内 / 10^<10>ergオーダー |
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| Research Abstract |
自動乳鉢で摩砕で石英を非晶質化する過程は機械的エネルギーが化学的エネルギー(ジュール熱で表現)に変換される過程である。粉砕石英粒子の約60μm以上では500～600J/gで、摩砕で非晶質化すると約2000J/gまで増加することが明らかになり、機械的エネルギーが結晶内で化学的エネルギーに変換された量である。この変化量はXRD回折図形のピーク減少、すなわちアモルファス化(結晶内歪みや格子不整)を定量表現している。
また、石英のCIと溶解熱量変化を検討した結果、アモルファス化(J/g)=-185.33(CI)+2677という直線近似式が得られた。
単結晶石英を1軸圧縮破壊で得た粉砕粒子のサブミクロンの形状は厚さが10～20nmでフレーク状を呈し、更に小さい籾砕粒は直径が10～20nmサイズとなり、明らかにアモルファス化している。この様な石英の形状は従来知られていない。この破壊実験で得た粉砕は粒子内で消費したエネルギーは10^<10>ergオーダーであり、従来、波動エネルギーは10^8ergオーダーであるとするエネルギーの100倍程度になっている。この事は、破壊時の歪みエネルギーは不明としていたであるとの認識を改めると共に、地震断層で放出されるエネルギー分配を根本から再検討を迫る結果を得た。
また20μmサイズ以下のXRD回折図形では、特定の方位面の結晶格子が破壊されており、従来の石英のCIは適応できないことが明になった。この石英のCIを測定することで、断層帯の粉砕粒子が回転運動の有無の判定に有効である可能がある。
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