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氷結晶粒界面における融解相転移の実験的検証とその氷物性研究に果たす役割

冰粒界面熔化相变的实验验证及其在冰性质研究中的作用

基本信息

批准号：
10875001
负责人：
古川義純
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

前年までに開発した透過型分光偏光解析装置により、氷結晶の粒界における融解層の検出実験を行った。氷結晶のように複屈折の光学的特性を持つ結晶の場合、粒界による偏光状態の変化と結晶自身の複屈折性から生じる偏光状態の変化をどのように区別するかが測定精度に大きく影響する。この困難を避けるためには、厳密には結晶の光学的特性も考慮に入れた系で解析を行う必要がある。しかし、本研究の目的では粒界構造に関する情報を得ることが目的であるため、氷結晶の光学特性は一様であるとして解析を行った。その結果、-5℃より温度が高いときに、氷結晶粒界で遷移層が存在することが明らかになった。この遷移層の厚みは0.5μm程度で、屈折率が1.338と見積もられた。これらの数値は、氷結晶の光学特性を考慮していないためかなりの誤差を含むと考えられる。しかしながら、この手法による粒界面測定の実験手法が確立され、今後結晶粒界の研究に有効であることが確認できた。一方、今後の課題として氷結晶の光学特性を考慮できるモデルの構築を計ることが重要である。また、この手法は粒界の遷移層の厚みが大きいときの測定精度が上がるので、不純物のない粒界で融解転移の測定よりも、粒界構造に対する不純物の効果などの研究に有効に利用できると考えられる。粒界に対する不純物の効果は、酸性雪の原因物質であるSOXやNOXなどやオゾンホールに関連の深いHClなどの物質が大量に氷体内に取り込まれるためのメカニズムとして最近注目されている。この研究課題で確立された手法では、粒界での不純物濃度やそれらの絶対量の決定が可能と考えられ、今後このような研究に活用する予定である。

In the past year, the development of transmission type spectroscopic polarization analyzer has been carried out. The optical properties of the complex refraction of the crystal have a great influence on the measurement accuracy when the crystal is in use, when the crystal boundary is changed, when the polarization state is changed, when the complex refraction of the crystal itself is changed, when the polarization state is changed, when the crystal boundary is changed, when the polarization state is changed. To avoid this difficulty, it is necessary to analyze the system carefully considering the optical characteristics of crystals. The purpose of this study is to obtain information about the structure of crystals and analyze their optical properties. As a result, the temperature of-5℃ is high, and the migration layer of crystalline grain boundary exists. The thickness of the migration layer is about 0.5μm, and the refractive index is 1.338. The optical properties of the crystals are considered. The method of grain boundary determination was established and confirmed in the future. One of the future problems is to consider the optical properties of crystals. The thickness of the migration layer of the grain boundary is increased by the method, and the measurement accuracy of the melting and migration of the impurity in the grain boundary is improved. The study of the impurity in the grain boundary structure is useful. The results of impurities in the grain industry are as follows: SOX, NOX, HCl, etc. This research topic establishes the methodology for determining the impurity concentration and the absolute amount of impurities in the grain boundary, and determines the possible use of this research in the future.