酸化物ガラスのボイド解析

Void distribution in oxide glasses

鈴谷 賢太郎; 小原 真司*; 高田 昌樹*; 大野 英雄*; Akola, J.*

Suzuya, Kentaro; Kohara, Shinji*; Takata, Masaki*; Ono, Hideo*; Akola, J.*

われわれはこれまで逆モンテカルロシミュレーション法を用いて高エネルギーX線回折,パルス中性子回折データに基づいた酸化物ガラスの中距離構造を解明し、そのガラス形成能との関係を調べてきた。ガラス形成能を考えるには、ネットワーク形成物質の役割を原子の3次元配列(構造)において調べることが重要であるが、今回、その特徴を原子配列中のvoidの分布として捉え、ガラス形成能との関係を調べた。本研究で用いた高エネルギーX線回折のデータは、SPring-8の高エネルギーX線回折ビームラインBL04B2で、中性子回折のデータは、アルゴンヌ国立研究所のパルス中性子施設IPNSに設置された分光器GLADを用いて測定された。逆モンテカルロシミュレーションはプログラムコードRMCAを用いて解析した。Void解析の結果、SiOガラスには体積比率で約30%ものvoidが存在していることがわかった。またここで観測されたVoidの形は非対称で非常にいびつな形をしている。このvoidの形状及び分布がネットワーク修飾物質の添加によってどのように変化するのかを詳細に調べ、void分布とガラス形成能との関係を議論した。

Void distributions in various oxide glasses were analyzed using atomic configurations obtained by reverse Monte Carlo modeling on the basis of high-energy X-ray and pulsed-neutron diffraction data. We found that silica glass exhibits about 30% of volume assigned to the void. Furthermore we discuss the relationship between void and glass forming ability.