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非晶質構造解析による地球表層に分布するポリアモルファス物質の実態解明

通过非晶结构分析阐明分布在地球表面的多非晶材料的实际状态

基本信息

批准号：
20K04124
负责人：
興野純
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

非晶質炭酸マグネシウム(AMC)の結晶化過程における構造変化を，PDF法およびXAFS法を用いて調べた．AMCは，20, 60, 80 ℃で，nesquehonite (NSQ)，dypingite (DYP)，hydromagnesite (HMG)に結晶化する．熱分析の結果，AMCに含まれる水分子の量は，合成した温度とともに減少する傾向を示し，この傾向は結晶相と同じであった．本研究では，まず20, 60, 80℃で合成したAMCの非晶質構造を調べた．PDF解析から，20，60，80℃で生成したAMCの近距離構造には温度依存性がなく，その構造がHMGの短距離秩序構造と同一であることが明らかになった．続いて，水溶液中でAMCからNSQに結晶化する過程で，水溶液中のアルカリ金属イオンがNSQの結晶化にどのような影響を及ぼすかについて調べた．Na2CO3，K2CO3，Rb2CO3，Cs2CO3の4種類の異なる水溶液を作成しAMCを合成した．実験の結果，Na2CO3，K2CO3を出発物質に用いた水溶液からはAMCから容易にNSQに結晶化したが，Rb2CO3，Cs2CO3を用いた水溶液からは，NSQの結晶化が抑制されることが分かった．また，PDF解析の結果から，AMCが沈殿直後の非晶質構造とNSQ結晶化直前のAMCの非晶質構造では，それぞれが異なる構造（AMC-I構造とAMC-II構造）であることが示され，これによってAMCが結晶化する過程では少なくとも異なる2種類の非晶質構造が存在した．最後に，炭酸マグネシウム水和物の熱分解の過程で出現するAMCの構造について調べた．実験の結果，NSQとDYPには，熱分解過程ではAMC-I構造を持つAMCが出現するのに対し，HMGでは，AMC-IともAMC-IIとも異なる第三の非晶質構造（AMC-III構造）が出現することが明らかになった．

Crystallization of amorphous carbonic acid (AMC) was studied by PDF and XAFS methods.AMC crystallized nesquehonite (NSQ), dypingite (DYP) and hydromagnesite (HMG) at 20, 60, 80 ℃. The results of thermal analysis show that AMC contains water molecular weight, synthesis temperature and crystallization tendency. In this study, the amorphous structure of AMC was synthesized at 20, 60, 80℃.PDF analysis showed that AMC was generated at 20, 60, 80℃. The short-distance structure of HMG was temperature-dependent. During the crystallization process of AMC and NSQ in aqueous solution, the influence of various metals in aqueous solution on the crystallization of NSQ and the regulation of AMC in aqueous solution were studied. The AMC was synthesized from aqueous solution of four different species of Na2CO3, K2CO3, Rb2CO3 and Cs2CO3. As a result, Na2CO3, K2CO3 can be easily crystallized in aqueous solution, while Rb2CO3, Cs2CO3 can be easily crystallized in aqueous solution, and the crystallization of NSQ can be inhibited. The results of PDF analysis show that AMC is amorphous structure after crystallization and AMC is amorphous structure before crystallization of NSQ, but different structures (AMC-I structure and AMC-II structure) exist. Finally, the carbon acid formation and thermal decomposition of water and matter occur in the AMC structure. As a result, NSQ and DYP, the AMC structure appears during thermal decomposition, while the AMC structure appears during HMG, AMC structure appears during thermal decomposition.

项目成果

期刊论文数量（33）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In situ observation of the phase transition behavior of shocked baddeleyite.

冲击斜锆石相变行为的原位观察。

DOI：
10.1029/2020gl089592
发表时间：
2020
期刊：
Geophysical Research Letters
影响因子：
5.2
作者：
Sota Takagi;Atsushi Kyono;Shunsuke Nozawa;Nobuaki Kawai;Koji Inukai;Ryo Fukaya;Nobumasa Funamori;Shin‐ichi Adachi;Kouhei Ichiyanagi
通讯作者：
Kouhei Ichiyanagi

グレイガイト(Fe3S4)の生成とその構造特性

黑云母（Fe3S4）的形成及其结构特征

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sota Takagi;Atsushi Kyono;Shunsuke Nozawa;Nobuaki Kawai;Koji Inukai;Ryo Fukaya;Nobumasa Funamori;Shin‐ichi Adachi;Kouhei Ichiyanagi;Nishiyasu Wataru，Kyono Atsushi;興野純，山本弦一郎，岡田慧，米田安宏，松下能孝;興野純，長谷川拓紀，岡田慧;杵渕伊吹，興野純;佐野喜成，興野純
通讯作者：
佐野喜成，興野純

Structural evolution of gypsum (CaSO4·2H2O) during thermal dehydration

石膏（CaSO4·2H2O）热脱水过程中的结构演化

DOI：
10.2465/jmps.220811
发表时间：
2022
期刊：
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences
影响因子：
0.7
作者：
Kyono Atsushi;Ikeda Ryutaro;Takagi Sota;Nishiyasu Wataru
通讯作者：
Nishiyasu Wataru

Crystal structure of nesquehonite, MgCO3・3(H,D)2O by neutron diffraction, Raman spectroscopy, and thermal analysis

通过中子衍射、拉曼光谱和热分析研究三水锰矿、MgCO3·3(H,D)2O 的晶体结构

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sota Takagi;Atsushi Kyono;Shunsuke Nozawa;Nobuaki Kawai;Koji Inukai;Ryo Fukaya;Nobumasa Funamori;Shin‐ichi Adachi;Kouhei Ichiyanagi;Nishiyasu Wataru，Kyono Atsushi;興野純，山本弦一郎，岡田慧，米田安宏，松下能孝;興野純，長谷川拓紀，岡田慧;杵渕伊吹，興野純;佐野喜成，興野純;興野純，杵渕伊吹;一柳光平，髙木壮大，川合伸明，興野純，深谷亮，足立伸一，野澤俊介;髙木壮大，一柳光平，興野純，川合伸明，野澤俊介，尾崎典雅，瀬戸雄介，奥地拓生，新田蒼真，岡田慧，宮西宏併，末田敬一，富樫格，薮内俊毅;杵渕伊吹，興野純，佐野喜成;山本弦一郎，興野純，阿部淳，佐野亜沙美，服部高典
通讯作者：
山本弦一郎，興野純，阿部淳，佐野亜沙美，服部高典

Can quasicrystals survive in planetary collisions?

准晶体能在行星碰撞中生存吗？