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水酸アパタイトの構造欠陥の紫外ラマン散乱による高温その場観察

紫外拉曼散射高温原位观察羟基磷灰石结构缺陷

基本信息

批准号：
15760502
负责人：
藤森宏高
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Yamaguchi 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-15760502/
关键词：
アパタイトラマン散乱高温水酸基欠陥

项目摘要

生体材料、電子材料など様々な分野で応用が期待されている水酸アパタイトhydroxyapatite Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2の分解反応、イオン伝導率などの物理的、化学的性質は、その結晶構造、特にOHイオンと密接に関連している。そこで、高温下におけるOHイオンの正確な定量法を確立することが、アパタイトの基礎科学のみならず実用上重要であるが、高温でのアパタイトの構造変化に関する研究は、1972年にSeuterが一度報告したのみである。これらの材料を研究するために一般的に用いられてきた粉末X線回折(XRD)では、OHイオンの情報を十分に得にくい。そこで本研究ではOHイオンに比較的敏感なラマン散乱により、高温での構造変化の観察を行った。ラマン散乱では通常、緑や青の可視レーザーを用いているために熱輻射の影響が大きく、ラマン散乱可能な温度領域が制限されていることが問題である。そこで、本研究では紫外レーザーを用いた高温ラマン散乱装置を用いて、熱輻射の影響を軽減し、超高温領域におけるその場で水酸アパタイト中のOHイオンを感度良く観察(実況中継)を行った。今年度の実施内容は、高温での粉末X線回折データのリートベルト解析を行うことにより、構造の温度依存性を観察し、更にはラマン散乱よりも局所構造に敏感なプロトン固体NMR法を用いて、水素イオン近傍の欠陥構造の観察を行った。また、熱分析を用いて高温での熱量、重量変化を観察した。そして、結晶内のOHイオンの微妙な変化(欠陥)に由来する構造変化をX線回折・ラマン散乱・NMR・熱分析により総合的に考察を行った。

Biological materials and electronic materials are expected to be used in different fields. The decomposition reaction of hydroxyl apatite Ca_<10>(PO_4)_6(OH)_2 and the conductivity of hydroxyl are related to physical and chemical properties, crystal structure and special OH. The establishment of accurate quantitative methods for the determination of hydroxyl groups at high temperatures is of practical importance in basic science. Studies on structural transformation of hydroxyl groups at high temperatures were reported by Seuter in 1972. This material is studied in general, and X-ray diffraction (XRD) of powder is used to obtain information about OH. This study is aimed at comparing the sensitivity of structural changes at high temperatures. The effect of thermal radiation is usually large, and the temperature field is limited. In this study, the effect of ultraviolet radiation on the application of high temperature radiation, the effect of thermal radiation on the application of high temperature radiation, and the effect of OH radiation on the application of high temperature radiation were investigated. This year's implementation of the content of powder X-ray reflection, high temperature analysis, temperature dependence of the structure of the investigation, more anti-scattered structure of the sensitive, solid-state NMR method for the use of chemical, water and near the structure of the investigation. Heat, weight and temperature changes are observed by thermal analysis. The origin of the subtle transformation of OH in the crystal was investigated by X-ray diffraction, scattering, NMR and thermal analysis.