高分解能電子顕微鏡法および分析電子顕微鏡法を用いた岩石中の粒界化学構造の解明

使用高分辨率电子显微镜和分析电子显微镜阐明岩石中的晶界化学结构

• 批准号: 02J10435
• 负责人: 平賀 岳彦
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J10435/
• 关键词: 粒界; 二面角; 銀; 状態図; 粒界エネルギー; 共融; 融解エンタルピー; 走査型電子顕微鏡法; 石英; オリビン; 高分解能電子顕微鏡; 粒界破壊; 異相界面; マントル; オリビン粒界; 粒界偏析

本年度、7月中旬までの限られた研究期間であったが、二面角と状態図の関係を探る研究において成果を挙げることができた。使用した系は、銀-ニッケル、コバルト、銅、鉄、シリコンで、すべて二相系である。すべては、粉末を混合、焼結、加工、表面研磨、サーマルグルービングという処理を経て、二面角を走査型電子顕微鏡法により測定した。例えば、銀vsニッケル・ニッケル、ニッケルvs銀・銀の二面角を測定することで、銀粒界エネルギーを基準とした、すべての粒界・異相界面エネルギーを求めることが出来た。それによると、まず、粒界エネルギーは、これまで言われてきたように、それぞれの相の融解エンタルピーと見事な線形関係が成立する。また、異相界面エネルギーと液相での混合エンタルピーに正の相関関係があるのを見出した。つまり、異相界面においても、その界面構造・化学組成が二成分の混合液相のそれに近いことを示している。このことは、状態図の形より、その組成で形成される粒界。異相界面の構造・化学、エネルギー状態の予想を可能にする。また、その逆の、二面角の測定より、状態図の形を予想できることを意味する。水が共融効果を抑える系、例えば、フォルステライト・エンスタタイト系が挙げられるが、マントル岩のオリビン-単斜輝石に発達する二面角を測定することで、岩石中の含水量を推定することが可能になると思われる。現在、これらの結果・考察をまとめ、論文作成に従事している。

In the middle of July, this year, ま で の limit ら れ た study period で あ っ た が, dihedral と state 図 の masato に を explore る study お い て results を 挙 げ る こ と が で き た. Use the <s:1> た series である, silver-ニ ッケ ニッケ, コバ ト ト, copper, iron, シリコ で で, すべて two-phase series である. す べ て は, powder を mixing, 焼 knot, machining, surface grinding, サ ー マ ル グ ル ー ビ ン グ と い う 処 Richard を 経 て, dihedral を walkthrough type electronic 顕 micro mirror method に よ り determination し た. Example え ば, silver vs ニ ッ ケ ル · ニ ッ ケ ル, ニ ッ ケ ル vs silver, silver の dihedral を determination す る こ と で, silver LiJie エ ネ ル ギ ー を benchmark と し た, す べ て の LiJie, interphase interface エ ネ ル ギ ー を o め る こ と が た. そ れ に よ る と, ま ず, LiJie エ ネ ル ギ ー は, こ れ ま で said わ れ て き た よ う に, そ れ ぞ れ の phase の melting エ ン タ ル ピ ー と see things な linear masato department established が す る. ま た, interphase interface エ ネ ル ギ ー と liquid で の mixed エ ン タ ル ピ ー に is の phase masato masato is が あ る の を shows し た. つ ま り, interphase interface に お い て も, そ の interface structure, chemical composition が two component の liquid mixture の そ れ に nearly い こ と を shown し て い る. The で form a される particle boundary, which is composed of と と, state diagram よ shape よ and そ と. The <s:1> structure · chemistry of the heterogeneous interface, エネ ギ ギ ギ ギ ギ state <e:1> is expected to be を possible にする. Youdaoplaceholder0, そ, reverse <s:1>, dihedral Angle <e:1> measurement よ, state diagram を shape を to で る る る とを とを meaning する. Water が communion services fruit を え suppression る, example え ば, フ ォ ル ス テ ラ イ ト · エ ン ス タ タ イ ト department が 挙 げ ら れ る が, マ ン ト ル rock の オ リ ビ ン - 単 clinopyroxene に 発 da す る dihedral を determination す る こ と で, rock の water content in the presumption を す る こ と が may に な る と think わ れ る. Now, れら れら れら result · review をまとめ, thesis completion に従 matter て て る る.

项目成果

Hiraga T, Anderson IM, Kohlstedt DL: "Grain boundaries as reservoirs of incompatible elements in the Earth's mantle."Nature. 427. 699-703 (2004)

Hiraga T、Anderson IM、Kohlstedt DL：“晶界是地幔中不相容元素的储存库。”《自然》。

T.Hiraga: "Interfacial energies for quartz and albite in pelitic schist"Contributions to mineralogy and petrology. 143. 664-672 (2002)

T.Hiraga：“泥质片岩中石英和钠长石的界面能”对矿物学和岩石学的贡献。

Hiraga T, Anderson IM, Kohlstedt DL: "Chemistry of grain boundaries in mantle rocks"American Mineralogist. 88. 1015-1019 (2003)

Hiraga T、Anderson IM、Kohlstedt DL：“地幔岩石晶界的化学”美国矿物学家。

T.Hiraga: "Structure and chemistry of grain boundaries in deformed, olivine + basalt and partially molten lherzolite aggregates : evidence of melt-free grain boundaries"Contributions to mineralogy and petrology. 144. 163-175 (2002)

T.Hiraga：“变形橄榄石玄武岩和部分熔融二辉橄榄岩聚集体中晶界的结构和化学：无熔体晶界的证据”对矿物学和岩石学的贡献。

Holtzman BK, Kohlstedt DL, Zimmerman ME, Heidelbach F, Hiraga T, Hustoft J: "Melt segregation and strain partitioning : implications for seismic anisotropy and mantle flow"Science. 301. 1227-1230 (2003)

Holtzman BK、Kohlstedt DL、Zimmerman ME、Heidelbach F、Hiraga T、Hustoft J：“熔体偏析和应变分配：对地震各向异性和地幔流的影响”科学。