コーディエライトの熱膨張への陽イオンサイズ効果

阳离子尺寸对堇青石热膨胀的影响

• 批准号: 15740315
• 负责人: 三宅 亮
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740315/
• 关键词: コーディエライト; 熱膨張; 合成実験; 計算機シミュレーション

本研究の目的は、化学組成の異なるコーディエライトの合成実験を行うことにより、熱膨張への陽イオンの大きさや組成の影響を系統的に研究を行い、熱膨張への陽イオンサイズ効果を明らかにすることである。本年度は、陽イオンサイズ効果を検討するため、(1)人面体(M)サイト中のMgイオンをイオン半径の異なるFe,Mnイオンに置換、(2)四面体(T)サイト中のAl,SiイオンをGe,Gaイオンに置換した合成実験を、加熱炉を用いて行った。・MgイオンをFe,Mnとイオン半径の大きい元素に置換するとa軸は長くなり、c軸は短くなった。また、熱膨張率はa軸に関しては小さくなり、c軸は正の方向へと変化した。これは、コーディエライトの熱膨張のメカニズムにより説明がつく。・Al,SiイオンをGe,Gaイオンに置換した場合、a,c軸ともに長くなった。熱膨張率に関しては、データに非常にばらつきが見られ、系統的な変化を見いだすことができなかった。この理由の一つとして、Tサイトのイオン半径を変化させることにより、コーディエライトのTサイト中のイオンが秩序化を起こし、低温相に変化しているのではないかと考えられる。秩序化した低温相と無秩序状態の高温相では熱膨張率が少し異なることが計算機シミュレーションからも得られている。しかし、今回の研究からは本当にそうなのかについての詳細はわからなかった。合成実験では2種類ある四面体(T1,T2)中のいずれの効果が卓越しているのかの判断が難しいため、もう一つの柱である計算機シミュレーションにおいてそのサイト効果について研究を行った。その結果、T1サイトをイオン半径の大きい元素に置換した場合は、a軸はほとんど変化がみられないが、c軸は長くなった。一方、T2サイトの場合、a,c軸ともにイオン半径が大きいほど長くなった。

Purpose の this study は, chemical composition の different な る コ ー デ ィ エ ラ イ ト の synthesis be 験 を line う こ と に よ り, thermal expansion へ の Yang イ オ ン の big き さ や の influence を system に research を い, thermal expansion へ の Yang イ オ ン サ イ ズ unseen fruit を Ming ら か に す る こ と で あ る. は this year, Yang イ オ ン サ イ ズ unseen fruit を beg す 検 る た め, (1) the man's face and body (M) サ イ ト の in Mg イ オ ン を イ オ ン radius の different な る Fe, Mn イ オ ン に replacement, (2) the tetrahedron (T) サ イ ト の Al and Si イ オ ン を Ge, Ga イ オ ン に replacement し た synthesis be 験 を, furnace を い て line っ た. · Mg <s:1> <s:1> をFe,Mnと <s:1> <s:1> <s:1> radius <s:1> large <s:1> <s:1> element に permutation すると a-axis <s:1> length くな and c-axis short くなった. Youdaoplaceholder0, the thermal expansion rate に a-axis に is related to <s:1> て <s:1> small さくな また, and the <s:1> positive <s:1> direction へと of the c-axis へと changes た た. Youdaoplaceholder2 れ, コ ディエラ ディエラ ディエラ ト <s:1> thermal expansion <s:1> メカニズムによ く explanation が く く. · Al,Si <s:1> <s:1> をGe,Ga <s:1> <s:1> に に in the case of <s:1> た displacement, a,c axes と に に length くなった. Thermal expansion rate に masato し て は, デ ー タ に very に ば ら つ き が see ら れ, systematic な variations change を see い だ す こ と が で き な か っ た. こ の reason の a つ と し て, T サ イ ト の イ オ を ン radius variations change さ せ る こ と に よ り, コ ー デ ィ エ ラ イ ト の T サ イ ト in の イ オ ン が bringing を up こ に し, low temperature phase - change し て い る の で は な い か と exam え ら れ る. Bringing し た low-temperature phase と chaotic state の high-temperature phase で は が し less thermal expansion rate different な る こ と が computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン か ら も have ら れ て い る. This time, we are going to study the content of ら ら にそうな, にそうな に, に, て て, detailed にそうな わ, らな, らな, った. Synthetic be 験 で は 2 kinds あ る tetrahedron (T1, T2) の い ず れ の unseen fruit が excellence し て い る の か の judgment が difficult し い た め, も う a つ の column で あ る computer シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に お い て そ の サ イ ト unseen fruit に つ い を line っ て research た. そ の results, T1 サ イ ト を イ オ ン radius の big き い element に replacement し は た occasions, a shaft は ほ と ん ど variations change が み ら れ な い が, long c axis は く な っ た. On one side, T2サ ト ト ト <s:1> the occasion, axes a and c are と に に <s:1> <s:1> the radius が is large and <s:1> the ほ ほ ほ ほ くなった is long くなった.

项目成果

Effect of the ionic size on thermal expansion of low cordierite by molecular dynamics simulation

分子动力学模拟离子尺寸对低堇青石热膨胀的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the American Ceramic Society 88
• 作者: Miyake;A.
• 通讯作者: A.