分相現象を利用した異方性磁気・光学特性を発現する新ガラス材料の作製

利用相分离现象制造具有各向异性磁和光学特性的新型玻璃材料

• 批准号: 08650778
• 负责人: 安盛 敦雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650778/
• 关键词: ガラス; 分相; 液-液不混和; 酸化鉄; シリカ; 核生成-成長機構; 赤外線集光加熱

本研究では,液相線以上の温度での核生成-成長機構による分相現象を利用した高次構造の材料を作製するための基礎研究として,液相線以上で分相するFeO・Fe_2O_3--SiO_2系を選択し,酸液の分相状態を凍結したガラスを作製し,特に溶融条件と分相組織の関係を明らかにすることを目的とした.FeO・Fe_2O_3--SiO_2系ガラス(モル比3:97,5:95)の作製では,溶融過程での鉄イオンの価数変化による発泡現象などを防ぐため,湿式混合法(原料;マグネタイト,α-石英)で粉体の調製を行い,得られた粉体を静水圧プレス成形後に還元雰囲気下で焼結することにより2価の鉄イオンからなるフアイアライト(Fe_2SiO_4)を含む試料棒を作製し,試料棒をキセノンアーク赤外線集光加熱装置によりAr雰囲気下で溶融した.融液を所定時間保持した後,融液を急冷・ガラス化した.得られたガラスの結晶化,ガラス化の有無については粉末X線回折により,試料中の分相組織については走査型電子顕微鏡+画像処理を用いて評価を行った.ほとんどの試料の粉末X線回折パターンはハロ-のみを示し,試料がガラス化していることが確認された.安定不混和領域より高温と思われる2300℃で溶融・保持後急冷した試料には分相組織は見られなかったが,2300℃または2200℃保持後,安定不飽和領域内と思われる1800〜1700℃で融液を保持し分相させた後急冷した試料中には,核生成-成長機構により生じたと思われるFe-rich相からなる球状分相粒子が確認された.また分相処理時間が長くなるに連れて分相粒子が成長する様子が確認された.以上の結果より液-液分相現象を利用して,融液温度,分相処理時間を変化させることにより分相粒子の粒径や組成を制御し,ガラス中に高次構造が構築できる可能性が高いことが明らかになった.

This research is a basic research on the use of phase-separation phenomena in nuclear generation-growth mechanisms at temperatures above the liquidus and the manufacture of high-order structural materials. The phase-separation phenomenon above the liquidus is based on the selection of the FeO·Fe_2O_3--SiO_2 system to freeze the phase-separated state of the acid solution. The relationship between melting conditions and phase separation structure is discussed.FeO·Fe_2O_3-SiO_2 system (Ratio 3:97, 5:95) The production process is different, the melting process is different, the number of iron particles is different, the bubble phenomenon is different, the wet mixing method During the preparation of (raw material,α-quartz) powder, the powder was obtained by sintering under hydrostatic pressure after forming. The sample rod containing Fe_2SiO_4 was prepared by melting under Ar atmosphere. After the melt is maintained for a specified time, the melt is quenched. Crystallization, crystallization, powder X-ray reflection, phase separation, electron microscopy, and image processing were performed. The powder X-ray of the test sample is reflected in the sample, and the sample is confirmed. In the stable and unsaturated domain, after melting at 2300℃ and quenching at 2200℃, the phase separation structure of the sample was observed. In the stable and unsaturated domain, after melting at 1800 ~ 1700℃ and quenching at 2300 ℃, the phase separation structure of the sample was observed. The phase separation processing time is too long to connect with the phase separation particles to grow. As a result, the liquid-liquid phase separation phenomenon can be utilized, and the melt temperature and phase separation treatment time can be changed to control the particle size and composition of the phase separation particles.