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本研究では，298 K における二元系ケイ酸塩ガラスを対象とし，フォノンの平均自由行程に及ぼす M2/nO (Mn+: Li+, Na+, Ca2+, Sr2+, or Pb2+)添加の影響を調査した。ガラスの同平均自由行程は，SiO4–MONの連結が増えることにより減少した。ケイ素と金属陽イオンと結合した酸素原子の数密度(𝑛/0–1–2)が一定のとき，アルカリおよびアルカリ土類ケイ酸塩ガラスにおけるフォノンの平均自由行程は同程度の値を示した。この結果は，同平均自由行程がアルカリやアルカリ土類イオンの種類に強く依存しないことを示している。しかしながら，𝑛/0–1–2が一定のとき，鉛ケイ酸塩ガラスにおけるフォノンの平均自由行程は，アルカリまたはアルカリ土類ケイ酸塩ガラスの値よりも大きいことが見出された。この傾向は，フォノンの散乱起源と考えられる稜共有の割合の違いにより説明することができた。本研究で得られたフォノンの平均自由行程に関するデータは，鉛イオンの一部がフォノンの伝播の観点からは framework cation として挙動していることを示している。

Rights:

• Creative Commons BY Attribution 4.0 International
  

Keyword: phonon mean free path, silicate glasses and melts, sound velocity, thermal conductivity

Date published: 2025-07-01

Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

Journal:

• Tetsu-to-Hagane (ISSN: 00211575) vol. 111 issue. 10 TETSU-2025-008

Funding:

Manuscript type: Publisher's version (Version of record)

MDR DOI:

First published URL: https://doi.org/10.2355/tetsutohagane.tetsu-2025-008

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Updated at: 2025-09-03 12:30:45 +0900

Published on MDR: 2025-09-03 12:20:37 +0900