高い化学的耐久性を備えた鉄リン酸塩ガラス系の作製と評価

天本 一平; 明珍 宗孝; 赤井 直人*; 矢野 哲司*; 柴田 修一*

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従来リン酸塩ガラスは、シリケートガラスと比べ種々の他成分との相溶性がよく、低融点で作製しやすいガラス系であるが、高い化学的耐久性を付与することが実用性の面で非常に重要な問題である。近年、リン酸塩ガラスに鉄酸化物を添加することで、ボロシリケートガラスに匹敵するほどの化学的耐久性を有することがわかり、放射性廃棄物固化用ガラスなどへの新たな応用が期待されている。しかし、なぜこれほど高い化学的耐久性を有するのかについての本質的なメカニズムは未だに十分に解明されていない。本報告では、より高い化学的耐久性を有する新規組成鉄リン酸塩ガラスとして、他の遷移金属で置換したガラスを作製するとともに、それらにランタノイドを主成分とした擬似放射性廃棄物元素を添加したガラスも作製した。さらに、X線光電子分光法(XPS)によってガラス構造を調べ、どのような構造が耐久性の向上に寄与しているのかについて検討した。