ガラス固化用ホウケイ酸ガラスのナノ構造解析

Nanoscopic structure of borosilicate glass for nuclear waste vitrification

Motokawa, Ryuhei; Kaneko, Koji; Nagai, Takayuki; Okamoto, Yoshihiro

ガラス固化体の原料となるホウケイ酸ガラスは、ガラスの融点降下を促すNa $_{2}$ OやLi $_{2}$ O、耐水性を向上させるAl $_{2}$ O $_{3}$ 、分相を抑制するZnO/CaO等が添加されているが、これらの成分がガラスのナノ構造変化に対してどのような影響を与えるかを明らかにした結果は報告されていない。本研究では、ホウケイ酸ガラス中のNa $_{2}$ O含有量の増加に伴うナノ構造変化を中性子小角散乱法を用いて明らかにした。Al $_{2}$ O $_{3}$ /Li $_{2}$ O/CaO/ZnO/Na $_{2}$ Oを添加したホウケイ酸ガラス(質量比SiO $_{2}$ /B $_{2}$ O $_{3}$ =60/20)について、Na $_{2}$ O含有量を0, 2, 4, 10重量%にそれぞれ調整した4種のガラス試料を作製した。これらの試料について中性子小角散乱測定を行った結果、ホウ素を主成分とする数10nmのドメインがガラス内部に形成され、それらが周期的に分布していることがわかった。さらに、この周期サイズはNa $_{2}$ O添加量の増加に伴い小さくなることが明らかにされた。

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使用言語	:	Japanese
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発表会議名	:	日本中性子科学会第18回年会(JSNS 2018)
開催年月	:	2018/12
開催都市	:	水戸
開催国	:	日本
キーワード	:	ガラス固化体; 中性子小角散乱

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登録番号 : BB20181224
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