ブックタイトル日本結晶学会誌Vol55No6

概要

日本結晶学会誌Vol55No6

小原真司,藤原明比古,増野敦信,臼杵毅図1中性子回折（a）, X線回折（b）から得られた50CaOガラス（赤色）, 64CaOガラス（青色）の構造因子S（Q）およびCa K吸収端におけるEXAFS実験より得られたk 3 ･χ（k）（c）.（Neutron（a）and x-ray（b）total structure factorsS（Q）and EXAFS k 3 ･χ（k）for Ca K absorption edge（c）for 50CaO glass（red）and 64CaO glass（blue）.）k 3 ･χ（k）は動径構造関数の第一ピークを逆フーリエ変換することにより得られた.○：実験データ,黒線：RMC-DFTモデル.図2RMC-DFTシミュレーションから得られた50CaOガラス（赤色）, 64CaOガラス（青色）の部分二体分布関数g ij（r）.（Partial pair distribution functions g ij（r）for the 50CaO（red）and 64CaO glass（blue）obtained by RMC-DFTsimulation.）表1RMC-DFTシミュレーションから得られた平均配位数.（Average coordination numbers obtained fromthe RMC-DFT models.）第一配位圏距離はAl-O：2.5 A, Ca-O：2.8 A, O-O：2.5 A.組成50CaO64CaON Al-O /N O-Al4.3 / 2.14.1 / 1.7N Ca-O /N O-Ca5.0 / 1.34.9 / 1.8N O-O /N O-O8.47.7あることを考慮すると, 50CaOガラスではAlO 4以外のAlO 5, AlO 6が形成していることは妥当であると考えられる.しかしながら,両組成において構造の違いを決定付ける大きな差とは言い難い.同様に, N Ca-Oは50CaOガラスにおいて5.0, 64CaOガラスにおいて4.9と両組成においてその差は小さかった. 50CaOガラスについては, Caの同位体を用いた中性子回折より得られた値である6.4 20)よりもかなり小さな値である.これまでCaO-Al 2O 3ガラスにおいては,組成の変化によりAl, Caの周りのOの配位数が大きく変わることが回折実験や分子動力学シミュレーションより報告されてきたが（詳細は文献21),22)にまとめられている）,われわれのRMC-DFTモデルにはそのような傾向は見られなかった.一方, N O-Oは, 50CaOガラスで8.4, 64CaOガラスで7.7となり,ガラス形成能の低い50CaOガラスがよりOのパッキングが高いという結果が得られた.さらに, Oの周りのAl, Caの配位数に注目すると, 64CaOガラスにおいてその数がそれぞれ1.7, 1.8とほぼ同じ数であるという興味深い結果が得られた.この64CaOガラスに見られる配位数分布は, 64CaOガラスにおいてAlあるいはCaとOとの繰り返し構造が発達している,つまりCaとAlがOを介して均一に分布しているということを示唆している.これも,ガラス形成能の低い50CaOには見られない特徴である.AlあるいはCaとOとの繰り返し構造（網目構造）がど358日本結晶学会誌第55巻第6号（2013）