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固溶体及び不定比組成鉱物に於ける物質移動と局所構造

固溶体和非化学计量矿物中的传质和局部结构

基本信息

批准号：
03640677
负责人：
吉朝朗
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

天然の結晶(鉱物)の殆どが固溶体であり、また構造中に必ず欠陥を有する。固体の関与した反応を理解する上から原子レベルで結晶内の物質移動メカニズムを対ることが重要である。物質の拡散・移動のメカニズムを更に詳細に知るうえから、欠陥濃度を制御した不定比組成鉱物や固溶体の局所構造と、拡散速度、イオン伝導度、輸率との関係を知ることが必要である。本研究では、既知の酸化・還元雰囲気、水蒸気圧、温度条税下で、結晶中の欠陥濃度や不純物量を制御した、結晶合成、単結晶育成を、ホタル石型複酸化物、ペロブスカイト型複酸化物、還移金属カルコゲン化物、メリライト型化合物、ざくろ石型化合物などの不定比組成鉱物及び固溶体について行った。さらに、既知の条件下でX線分光法と回折法による測定及び、拡散速度、イオン伝導度、輸率、磁化率等の物性の測定を行った。物質の移動・拡散のメカニズムは、鉱物の結晶構造、鉱物中の不純物や欠陥の濃度、置換固溶したイオンのまわりの局所構造等によって異なることを、不定比組成鉱物や固溶体の原子レベルの構造解析と関性測定に基づいて明らかにした。EXAFS法による局所構造解析とX線精密構造解析を併用することにより、非調和熱振動等の原子の動的振舞いや、拡散イオンのまわりの局所構造が拡散速度等にいかに反映しているかを明らかにした。また、CdSなどの四配位結合の化合物では極低温でも非調和熱振動が顕著であることを実験的にみいだした。

Natural <s:1> crystals (鉱 substances) are almost <s:1> が solid solutions であ, and in また structures, に must ず lack 陥をする. Solid の masato and した anti 応を understand する on から atomic レベルでの within the crystalline substances move メカニズムをる seaborne ことが important である. Material の company, scattered, mobile のメカニズムをに more detailed に know るうえから, concentration of owe 陥を suppression した uncertain than 鉱 material や solid solution のと bureau structure, company, speed, イオン伝 conductance, lose rate との masato を know ることが necessary である. This study では, both know の acidification and yuan 雰囲気, water steaming 気圧 article, temperature under the tax でや, crystallization の owe 陥 concentration impurity content quantity を suppression した, synthesis, 単 crystallization を bred, ホタル stone type after acidification, ペロブスカイト type after acidification, still moving metal カルコゲン compound, メリライト type compound, ざくろ stone type compound などの than The composition of the 鉱 substance and the び solid solution にてて line った. さらに, both under the condition of known ので X-ray spectrometry と back twists による measurement and び, company, speed, イオン伝 conductance, losing rate and susceptibility のの physical properties determination を line った. Material, の mobile company, scattered のメカニズムは, 鉱の crystal structure, 鉱 of の impurity content や owe 陥の concentration, the displacement solution したイオンのまわりの bureau structure such as によって different なることを, uncertain than 鉱 material や solid solution の atomic レベルの structure と masato sex determination に base づいて Ming らかにした. EXAFS method による bureau structure analytic と X-ray precision analytical を and することにより and heat non-harmonic vibration の atomic の dynamic vibration dance いや, company イオンのまわりの bureau structure が company spread speed にいかに reflect しているかを Ming らかにした. また, CdS などの four coordination compounds combining のでは extremely low temperature でも non-harmonic thermal vibration が顕 the であることを be 験 of にみいだした.