A^<3+>B^<5+>O_4型複合酸化物のガラス化とその構造

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A^<3+>B^<5+>O_4型複合酸化物のガラス化とその構造

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
責任表示:
升田 裕久(九州大学・大学院・総合理工学研究科・助手)
本文言語:
日本語
研究期間:
1995
概要(最新報告):
本研究の目的は、新しい機能性ガラス組成としてA^<3+>B^<5+>O_4型複合酸化物構造を作るガラス形成系を探索し、これらのガラス形成に対する一般法則、構造の分類およびその物性を明らかにすることであった。 まず、3価の陽イオンがガラスの網目を作るガラスの形成について実験により明らかにした(論文発表済)それをふまえ、A^<3+>B^<5+>O_4型複合酸化物系について見た。3価の陽イオンとしてB,Al,Ga,Sbを、5価の陽イオンとしP,"Sb",Ta,Nbを選んだ。ここで、"Sb"と記したのは3価の酸化物を出発原料としているためである。3価の酸化物と5価の酸化物との2成分系では融点が高い等の問題があったため、融点を下げる、あるいはガラス化を容易にする目的で、第3成分としてK2Oを添加した。3価:5価=1:1とし、K2Oを30mol%添加した系では、B-Ta,B-Nb,Al-P,Al-"Sb",Al-Ta,Al-Nb,Sb-Taの組み合わせでガラスが得られなかった。これは系の融点が高いため、本研究で得られる最高溶解温度(約1900K)では均一融体が得られなかったためである。広い組成範囲でガラスが得られたB-P,B-"Sb",Ga-P,Ga-"Sb",Ga-Ta,Ga-Nb,Sb-P,Sb-Nbの組み合わせについて、蛍光X線のケミカルシフトおよび赤外線吸収スペクトルの測定によりガラスの構造を推定したところ、その構造はA^<3+>イオンとB^<5+>イオンの平均イオン半径およびイオン半径の差によって決まり、4つのグループで分類できることがわかった。すなわち、シリカ型(平均0.56Å以下,差0.38Å以下)、ルチル型(平均0.56〜0.68Å,差0.38Å以下)、スチビオタンタレート型(平均0.68Å以上,差0.38Å以下)、およびその他(差0.38Å以上)である。また光学的特性として赤外線透過能および屈折率を測定したところ、現在実用化されているガラスと比較して優れた赤外線透過能および高い屈折率を有することが明らかになり、新しい機能性ガラス組成としての利用の可能性が示された。 続きを見る
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