Temperature dependence of elastic properties for MgO

MgOの弾性的性質の温度依存性

芹澤 弘幸  ; 福原 幹夫*; 中島 邦久  ; 岩井 孝; 荒井 康夫

Serizawa, Hiroyuki; Fukuhara, Mikio*; Nakajima, Kunihisa; Iwai, Takashi; Arai, Yasuo

多結晶マグネシア試料の高温音速測定を298Kから1764Kの温度範囲で実施し、5つの弾性率及びデバイ温度及びグリューナイゼン定数の温度依存性を求めた。ヤング率,剪断係数,体積弾性率,ポワソン比,圧縮率は、温度の上昇とともに単調に減少又は増加することが判明した。この結果は、温度の上昇に伴い、マグネシウムと酸素の間のイオン結合が弱くなっているためであることを示している。これに対して、ラメパラメータは、ほぼ温度依存性が認められなかった。これは、マグネシウムと酸素の短い結合組織が連動しているためであると推測される。

Longitudinal and transverse wave velocities, five kinds of elastic moduli, Debye temperature and Gruneisen parameter have been simultaneously measured as functions of temperature from 298 to 1764 K in polycrystalline MgO, by help of aluminum couplant. Young, shear, bulk moduli, and Gruneisen parameter and Poisson's ratio decreased and increased monotonically with increasing temperature, respectively, showing a lowering of ionic bonding strength. Lame parameter versus temperature slope is almost zeroing in the whale temperature region. The behavior was interpreted as an interlocking associated with network of short Mg-O bonds, based on three-dimensional volume-nonpreserving shear.