Thermal conductivity of alumino-borosilicate melts and establishment of its prediction method through the local structure evaluation

铝硼硅酸盐熔体的热导率及其通过局部结构评价预测方法的建立

• 批准号: 21H01680
• 负责人: 森田 一樹
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01680/
• 关键词: 熱伝導度; アルミノホウケイ酸; 溶融酸化物; 局所構造; 予測モデル

鋼の連続鋳造用モールドフラックスの成分であるアルミノホウケイ酸(CaO-B2O3-Al2O3-SiO2)系の熱伝導度測定およびそのガラス化試料の局所構造解析を行った。また、第一原理計算を用いて構造単位の原子間の共有結合性の定量的評価を試みた。熱伝導度測定は昨年度に引き続き、1300~1500℃の温度において実施した。実験した全ての組成において温度の上昇に伴い熱伝導度が低下することが確認された。CaO濃度が高いほど熱伝導度が低くなる傾向が見られ、さらに光学的塩基度を評価したところ、光学的塩基度と熱伝導度の明確な負の相関が明らかになった。これら2つの事実は、溶融酸化物における熱伝導がフォノンの伝達によるということを示している。局所構造解析は、1500℃で溶融した試料を急冷しガラス化したものについてMAS-NMRにより測定を行った。それにより、各試料についてB及びAl原子の各配位数の存在比やSiの架橋酸素数についての情報を得ることができ、これらの情報を元に、第一原理計算により、各結合の電子分布の平均位置から共有結合性を評価し熱伝導度値との比較を行った。今年度の新たな組成においても、平均の共有結合性と熱伝導度に正の相関関係を確認することができたが、新たに、網目構造の重合度DPおよびその共有結合性のばらつきSLを組み合わせたDP/SLを指標とすることにより、熱伝導度と構造の関係を定量的に評価することができた。また、CaO-B2O3-Al2O3-SiO2系が含む4成分のいずれかから成る2元系もしくは3元系に対してもDP/SLによる熱伝導度評価が適用できることが判明した。

In this connection, the components are used to determine the accuracy of the chemical composition (CaO-B2O3-Al2O3-SiO2). The analysis line is used by the bureau. The first principle calculates the quantitative determination of the common combination of atoms between atoms. The temperature of 1300 ℃, 1500 ℃, 1300 ℃ and 1500 ℃ was measured last year. Please make sure that the temperature is low and the temperature is low. The CaO temperature is very high and the temperature is low. The optical base is very sensitive, and the optical base is clear. During the first two days of the operation, the melting and acidizing products will be treated in the first place, and the melting and acidizing products will be dissolved and acidified. The analysis was made by the bureau, the melting temperature was 1500 ℃, the material was quenched, the temperature was changed, and the temperature was measured by MAS-NMR. The coordination number of each material, each material, and the coordination number of each Al atom is higher than that of the Si, the temperature of each atom is higher than that of the Si, the temperature of the first principle calculation is calculated by the first principle calculation, and the average position of each combined electron distribution has a common compound. there is a correlation between the coordination number and the average position of each combination electron distribution. For the current year, there is a significant difference in the number of new components, the average number of components, the degree of consistency, the degree of consistency, the degree of overlap, the degree of coincidence, the degree of coincidence, the degree of DP, the degree of coincidence, the degree of convergence, the degree of coincidence, the degree of convergence, the degree of coincidence, the degree of convergence, the degree of coincidence, the degree of coincidence, There are four components in the system of CaO-B2O3-Al2O3-SiO2, that is, the system of 2 elements, the system of 3 elements, the system of 3 elements, the system of DP/SL, the degree of temperature, the temperature and the temperature.

项目成果

CaO-BO1.5-AlO1.5-SiO2系融体における熱伝導度と共有結合性の関係

CaO-BO1.5-AlO1.5-SiO2体系熔体导热系数与共价键的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: 中山彰勤;森田一樹
• 通讯作者: 森田一樹

Relationship between Thermal Conductivity and Structure for the CaO-BO1.5- AlO1.5 Melts

CaO-BO1.5-AlO1.5熔体的热导率与结构的关系

• DOI: 10.33313/531/045
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceeding. The 8th International Congress on the Science and Technology of Steelmaking (ICS 2022)
• 作者: K.Morita;A.Nakayama;H.Aoki and S.Shirayama
• 通讯作者: H.Aoki and S.Shirayama