Effect of oxidation state of iron ions on the viscosity of alkali silicate melts

鉄イオンの酸化状態がアルカリシリケート融体の粘性に与える影響

大杉 武史  ; 助永 壮平*; 稲富 陽介*; 権田 義明*; 齊藤 敬高*; 中島 邦彦*

Osugi, Takeshi; Sukenaga, Sohei*; Inatomi, Yosuke*; Gonda, Yoshiyuki*; Saito, Noritaka*; Nakashima, Kunihiko*

鉄イオンの酸化状態の違いによって引き起こされる粘性の変化を理解することは、溶融スラグに関係するシミュレーションや鉄含有シリケート融体の構造を理解する上で重要である。しかしながらこれらの粘性変化はいまだよくわかっていない。そこで酸素分圧を変化させることでFeイオンの酸化状態を変化させながらRO-SiO-FexO(R=Li, Na, K)の粘性を1773Kで測定した。鉄イオンの酸化状態だけでなく、Feの配位構造も粘性を考える上で重要であることを示した。

Understanding the changes in viscosity due to the different oxidation states of iron ions is important for simulating phenomena related to molten slags and also for understanding the structure of iron-oxidecontainingsilicate melts. However, these viscosity changes are not well understood. Here, we show the viscosity changes of RO-SiO-FexO (R = Li, Na, or K) melts due to changes in the oxidation states of the iron ions by systematically varying the oxygen partial pressure using several Ar-based gases at 1773 K. Not only the oxidation state of the iron ions but also the coordination structure of Fe may be important for understanding the viscosity.