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溶融珪酸塩の高圧下におけるナノ構造と物性

高压熔融硅酸盐的纳米结构和物理性能

基本信息

批准号：
13J01856
负责人：
則竹史哉
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究計画では、二成分系珪酸塩液体の高圧力下における構造と物性の研究、および溶融珪酸塩/珪酸塩結晶界面のナノ構造と物性、および部分溶融系の力学的性質を明らかにすることを目標としていた。古典分子動力学法を用いた研究により二成分系珪酸塩液体の高圧力下における構造と物性の関係は、これまでの研究で示唆されていたSiの配位数の変化にとは別の、それより低圧側における相転移的な構造変化を発見した。それは、構造の変化およびSi-Oの結合の交換速度とネットワーク構成元素の自己拡散係数の間のべき乗則の指数の変化、また体積圧縮率の微係数の変化で定義することができる。Siの配位数が4配位から6配位の状態に変化する前に組成と圧力によりイオン性液体的な単純な液体状態、そしてネットワーク性液体の状態そして員環分布が変化し石英の高圧相であるコース石と同じく四員環が増加し始めるコース石的な液体状態の３つの状態が存在することを明らかにした。古典分子動力学法を用いて大規模な系の計算を行った溶融珪酸塩/珪酸塩結晶界面の研究においては、苦土カンラン石に挟まれた輝石組成液体膜の構造と物性に、その膜の厚さ依存性があることを見出した。特に、輝石組成液体膜が10 nm を下回る膜厚となると界面に周期的な組成の波が強く表れ、SiリッチなレイヤーとMgリッチなレイヤーが強く表れる。その結果、挟まれた液体膜内部における輸送係数がバルクのそれと比べ１桁以上低下する特異な挙動を発見した。

The research project is to study the structure and physical properties of the two-component system silicon acid liquid under high pressure, and to clarify the structure and physical properties of the molten silicon acid/silicon acid crystal interface and the mechanical properties of the partial molten system. The study of the relationship between structure and physical properties of two-component systems of silicon dioxide under high pressure by classical molecular dynamics method shows that the coordination number of silicon dioxide is different from that of silicon dioxide under low pressure. The change of structure and the change of exchange rate of Si-O combination are defined by the change of index of dispersion coefficient of constituent elements and the change of differential coefficient of volume compression ratio. The coordination number of Si is from 4 to 6. The coordination state of Si is changed from 4 to 6. The composition of Si is from pure liquid state to pure liquid state. The distribution of Si ring is changed from pure liquid state to pure liquid state. The distribution of Si ring is changed from pure liquid state to pure liquid state. The distribution of Si ring is changed from pure liquid state to pure liquid state. The classical molecular dynamics method was used to calculate the large-scale system. The study of the crystal interface of molten silicon and silicon was carried out. The structure, physical properties and thickness dependence of the liquid film composed of pyroxene were found Special, pyroxene composition liquid film 10 nm under the film thickness, interface periodic composition of the wave intensity, Si, Mg, Mg, Si, Mg, Mg, As a result, the transport coefficient inside the liquid film is lower than that of the liquid film.