The Structure of binary Zinc phosphate glasses

パルス中性子及び高エネルギーX線回折によるZnリン酸塩ガラスの構造解析

鈴谷 賢太郎; 伊藤 恵司*; 梶並 昭彦*; Loong, C.-K.*

Suzuya, Kentaro; Ito, Keiji*; Kajinami, Akihiko*; Loong, C.-K.*

Znリン酸塩ガラスは、典型的な無機ポリマー材料として、また鉛汚染が問題となっている鉛系酸化物ガラスに代わる金属酸化物ガラスとして、その構造物性が大変注目されている。そこで、本研究では、その構造及び組成による構造変化をパルス中性子回折と放射光高エネルギーX線回折を併用することによって詳細を調べた。その結果、主にPO四面体の連結によるこのガラスのポリマー構造は、ZnOの添加によって、ZnO/PO=1付近では、ZnO四面体にとって代わられた安定なポリマー構造を維持しているが、ZnO/PO=2付近からは構造が大きく変化し、PO四面体の連結はほとんどなくなり、密度が高く不安定なZn-Oネットワークのガラス構造をとることが明らかになった。これらの構造及び変化はガラス転移温度,粘性及びNMRの結果をよく説明できる。

Binary Zinc Phosphate glass is a typical inorganic polymer material. The short-range ordering structure in the phosphate glasses were investigated by the pulsed neutron diffraction and synchrotron high-energy X-ray diffraction. We found that incorporating Zn initially modifies the network polyhedra and, at higher ZnO concentration, a new network of ZnO (mainly n=4 and 5) polyhedra evolves with the modified PO linkage.