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無機材質研究所

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[無機材研ニュース第15号](https://mdr.nims.go.jp/datasets/51684784-1f0e-43c4-a686-310efdd81a52)

## Fulltext

無機材研ニュース第15号七〇一．ゼEoo一一0E蜆E0－oo］1oo．o0＝あ○蜆oo．］o－Eo－ooo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］○工←「」．弗’15．，号。「 昭粗47年1’月．酸化けい秦1剃1研究ゲルーブの研究計圃　酸化けい素（SiO・）は珪砂や水晶などの比較的純粋な形で天然に広く産出し，古くから人々に親しまれ，その無色透朗な，また，時にはきれいに着色Lた幾何学的形状は人々を神秘た夢に遊ぱせるものがあ私古くから酸化けい素を考察の対象とLた研究老は広い専門にまたがり実に数多く，その成果は無機化合物研究の一つの典型であって，天才達の輝かしい業績によってかざられている。そのようた基礎の上に実用上でも様々の応用が行なわれ，広範た需要を満すために各種の純度の天然ツリカや合成水晶や高純度の合成シリカガラスなどが工業的規模で製造されている。　鉱物，岩石学考達にとっては，天然に見出されるシリカがどのような条件の下で生成Lたものであるかは重要な感心をひく間題で，主として彼等によってシリカの多形が天然に，また実験室的に見出され，相図における位置が決定されてきた。窯業技術者達にとっては，シリカの高温における物性と共に・シリカ多形間の相転移やその速度を決定Lている要素も忘れられることのない間題であった。シリカの多形は現在のところ約22あるとされており，シリカ研究の歴史は，フェソナー氏の業績をはじめとLて，シリカの新Lい相の発見，その構造解析と相図上の位置の確定の歴史であったともいえるのである。その過程においてシリカ多形問の相転移機構は関心を持たれ，色々の現象が見出されながらもついに解かれることはなかったoそしてオストワルドのStufenRege1で代表されるような経験の集積が現在に残されているのである。　結晶の持つ性質や構造に関心を持つ物理学考達もたえずシリヵ，ことに水晶に関心を示してきた。古くはジャックおよびピエール・キュリーの圧電現象のような巨視的現象として，また，現在では主とLて各種の欠陥構造に関してシリカは研究対象となってきたのである。LかL，欠陥構造の研究は未だその端緒についたぱかといってよい。化学老にとってもシリカは魅力ある存在であ札液体，ことに溶液は伝統的に化学者の興味をひきつけてきた。溶媒としてのシリカはイオソ性液体に関する理論を構築する上で，溶媒とLての水と比較し得る程度に重要な意義を有Lている。高純度シリカ融体中のイオソの活動度に関する知識はけい酸塩融体一般に関するイオソの活動度を論議する上での原点に当るものであ机これは丁度，純粋な水の電気伝導度の測定が水素イオソ活動度，すなはちpHを欠くべからざる変数として水溶液化学にもたらしたことに対応するものである。　シリカの研究においてたえず現れるのは，シリカの素材の由来，素性の間題である。たとえぼ，由来の異なる同じ結晶型のシリカ試料の相転移速度を同一条件で測定しても結果は全く異なり得ることはよく知られてい札シリカを構成しているSi－O結合は，安定で強い方向性を持つ点で炭素化合物にも比較し得る程である。このことが結合の切断を要する相転移を起りにくいものにL，かつ徴量の格子欠陥や不純物が相転移に果す役割を大きなものにしているのである。一般に，シリカに微量成分分が不純物として加わった系の性質から真に純粋なシリカの性質を抽き出す作業は容易でない場合が多い。微量の成分がシリカの結晶中に成分として組込まれた結果，得られる結晶が，純粋なシリカの相の一つとL誤認されているのかも知れないという間題について行なわれた論争はその典型例であって，シリカを研究対象とするとき回避できない間題である。　Si－O結合が安定で強い方向性を持つことはシリカに（1）多様の熱力学的不安定相の存在を許す原因でもある。ツリカWやKeatiteなどはそのような可能性の一端にすぎないであろう。シリカガラスがその製法によって全く多様であるのもシリカのこの性質に由来し，シリカガラスをガラス構造研究の複雑で魅力ある対象としている。研究方針　上述のように，シリカの長い研究史の現段階にはいずれも基本的で重要な難間が残されている。このような課題に取組むに当って問題の性質を考慮した結果，第11研究グループはまず不純物濃度と格子欠陥濃度が十分に帝■1御され，特性づけられた試料を製造することを研究の基本の一つに置くことを考えた。　必要とされる試料を製造できることが課題に正面から取組む上で必須であると考えたのである。　そのためには市販品として入手し得るよりもはるかに高純度のシリカが合成でき，その化学成分が分析できなけれぼならない。各種の結晶を合成し，その格子欠陥を測定L，これを結晶の製造条件と関係づげ，欠陥濃度を制御することを考えねぱならないであろう。そLてこのことで，シリカ中に徴量化学成分や格子欠陥を任意に導入することを可能とするかもLれない。　相転移機構や欠陥構造の解明や，溶融シリカ中のイオソの活動度などに関する研究によって，これらシリカ合成技法開発の基礎を進めると考えて次のような計画を定めた。望，　研究の冒標と討薗　研究の目標　シリカ質材料の品質改善たらびに新しい高温・耐火・耐食材料等への利用を期待し，高純度シリカガラスの合成およびその物性，シリカガラスの結晶化機構，シリカ多形間の相転移等について研究を行なう。　研究計画　I　シリカの合成　I－1．　シリカ粉末の合成1　水分を除く不純物の合計が約0．1ppm，OH基含有量／pp皿程度の純度を有する粉末を，塩化物の加水分解法を基礎とする方法によって製造する。　I－2．　シリカ中の徴量成分の分析：　ほとんどの種類の不純物成分についてツリカ中約0・01ppmの濃度のものまでを検出定量できることを目標とする。また，水蒸気分圧の関数とLて平衡重量を測定することによって含水量が決定されたシリカ試料を製造L，これを標準とLてOH基の濃度を正確に測定する。　I－3．シリカガラスの製造：　けい素塩化物の気相加水分解によって液体状感を経ずに得られるガラス片・加圧によって得られる高密度ガラス片，還元性雰囲気および酸化性雰囲気にある液体シリカを急冷して得られるガラス片，ベルヌーイ法や高圧水蒸気雰囲気で得られる高水分濃度ガラスなどを製造する。　I－4．結晶育成：　水熱合成法たどによって水品，トリジマイト，クリストバライトの単結晶を製造する。ことに特定の徴量成分を導入した単結晶を育成するに必要な条件を検討L製造を試みる。　皿　シリカの相転移　皿一1．格子振動と相転移：　シリカの各結晶形の熱力学的安定性は事実上格子振動によって決定されると考えられるので，現在までに得られている分光学的測定結果を用いて振動構造の解析を行ない，結晶の転移を支配Lている格子振動についての物理学的モデルを作飢　］I－2．ガラスの結晶化とガラス構造1　可能な限り多様な試料についてガラスの結晶化を試み，試料の履歴やガラス中の微量成分，炉内雰囲気などとの関係付けを試みる。また，ガラスに存在する構造の特性づけを試みる。　皿　格子欠陥　シリカの各種結晶中に存在する格子欠陥の構造と電子状感について光学的およびESRなどの手段を用いて決定することを試みる。　v　シリ．力の塑性　各種のシリカ試料について塑性の測定を行ない，あわせて塑性変形に伴う結晶成長，相転移などについての測定を行ない，これらの結果を格子欠陥の動的性質としての側面から考察する。　V　平　衡　V－1．多成分系における相平衡：　微量成分がシリカ相に存在する条件において成立する相平衡を，数種の徴量成分についてその濃度の関数として測定することを試みる。　V－2．液体シリカにおける平衡：　高温におげる液体シリカと気相間の平衡およぴ液体シリカ中で成立するイオソ問の平衡等の測定を試み飢また，各種溶融塩中に見出されるイオソ間の平衡の測定をもあわせて行ない，これらを互に関係づけることによって酸素イオソ活動度の概念を実験的に確立させることを試み飢（2）思い出Pen鵬ヅ1V汕ia跳a危e　UniVerSi竜1yにおける生活第3研究グループ君塚　　昇　昨年の4月下旬から，今年の10月1日に至る，約1年5ケ月の間，アメリカ合衆国，Pemsy1vania　StateUniversityに出張，生活いたしまLた。無機材質研究所には，すでに外国に行かれた方々が多数おられること，外国の大学，研究所などとのComm㎜icati㎝が現在は非常に緊密であることたどにより，新しいNewsとはいえないかもしれませんが，私白身の体験をすこし雑然としておりますが，日記形式で述ぺたいと思います。　May．29th，ユ970晴のち曇　Stateeo11egeに来て以来，すでに／ケ月ほど経過した・研究室における生活は，目本の無機材質研究所のそれと，華本的には，ほとんど差異はたいように思われるo　Associate　Professor　V，S，Stubicanをbossに，Ph，D　courseの大学院学生が2人，それに私の総勢，4人である。他の研究室　＝Ceramic　Science　Division，Depart－ment　of　Materia1Science＝　と比較してみると，大体この程度の人員が標準のように思われる。無機材研の1グループ研究員7人，＝そのうちPo昌t－doctora1に相当する人が2～3人はいる＝は，こちらの大学の研究室に比較すると非常に大所常である。Dr．R．Roy，Dr－P．L－Walkorたどは例外であるが。Lかし，こちらのDepert－mentには，多数のtechnici齪nsが，研究室とは独立Lて存在するmachine　shopをつくってい札僕らの仕事に必要杜Bell　Jarもここにorderを出した。＄100，期間；1ケ月。このmachine　shOpと日常の研究に必要な消耗品を常に用意しているStock－roomとは，われわれの仕事を非常にeffectivに進めてゆくように考えられる。　June．22nd．1970暗　Dr．V．S．Stubicanと一緒に行なっている我々の仕事も，徐々に軌道にのってきたよ5である。Mg0の単結晶にCr罰十イオソをdopingLそのdoPing量とCr51の拡散定数（MgO内における）との間の関係を実験的に決定することが，彼のideaである。　＝Cr茗十がracksaIt　typeのMgO内にcation　vacancyをつくり・このvacancyがCr邑1のdi丘nsMtyにどのようなeHectsを与えるかを調べるわけだ。考えは，いたって単純である。＝　この彼の仕事には，連邦政府から瑞20，OOOのbudjetがでている。一2ケ年間一この＄20，OOOには，もちろん，人件費も含まれているので，実際に使える研究費は，極めてわずかた量とたる。最近，アメリカ経済の状況が，非常によくないので，これだけの金を集めるのにも，大変な努力が必要であったそうだ。　この仕事の第一のstepは，Cr茗・を均一に含んだMgOの単結晶をまず合成することである。このためには，M．R－L（Materia1Researeh　Laboratory）のDr．W－B，whiteのArcfnmac・を借りることになる。こういう実験装置の貸し借りによる，合理的な利用は，彼らの基本的習慣のひとっであるように思われる。それからひとつのideaを具体化するために，Professors連中が2人～3人と適宜にまとまって，Proposalを書き，金を集め仕事をしうるようなSystemはおもしろいやり方であるかもしれない。　October．5th．1970　9月未から始まった秋学期に設けられた，Dr．R．RoyのCrystaI　chemistryのCourse（大学院学生を対象）を聴いている。非常におもLろい。彼は，元素の周期律表はもちろん，各価のイオソ半径，各元素のme1ting　pOintlboi1ing　point　etc…の物理化学定数を完全に記憶Lていて，それらを全く白由に，自分の思考の発展に駆使している。物理学老が，開いたならぱ，その余りに乱暴た論理の展開にあるいは驚くかもしれないが，ともかく白分流に周期律表を解釈し元素の組み合わせ　＝すなわち，materiaI＝　を理解Lている。　周期偉表の全ての元素の組み合わせLか地球上には存在Lないわけであるから，高校時代以来，みなれているあのtab1eをもう一度，じっくりみなおし考えを新にLなけれぱならないことを痛感させられる。定量的な議諭はないけれども，壮大なpictureを彼は，学生たちに描いてみせ，matericl　Scienceの遇去，現在をかえりみ，そLて，未来をoptimisticに展望するように導くことに完全に成功している。　彼は，今M・R・Lのdirectorであるが，ここには，常勤のfaculty　md　Staffは，1O数人しかいたい。Re一（3）search　Associateとして2年間契約ぐらいで仕塾をしている人の方が多い。一主に，海外から来た人々一M．R．Lには，合成騒一相平衡屋も含めて一物性屡，構造解析慶とそろっている。しかL単に，いろいろの専攻分野の人間を薬めたというよりは，研究所全体とLてひとつのCo16urをうちだすぺく，directOrはかなり努力したあとがうかがえる。所謹，研究所も有機体である。directorのものであるといっても過言ではないのかもしれない。しかし，それで王〕eakが出れぼ，それはそれで，存在価値はあるわげだ。彼の壮大な“periodic　table　indnstry”が将来この研究所の成果から，はたして生まれるであろうかP　October．21st，1970．曇りのち爾　春学期以来，われわれと一緒に仕瑛をしていた4年生のRay　Kemardようやく就職先が決まる。隣りのOhio州にある耐火物をつくっている会杜である。彼は，約30遜ほども手紙を，いろいろの会杜に出したが，皆ことわられてしまい6月の卒業武後も，夏学蜘こ出席しながら就職さがしをしていた。彼の諭こよると，6月の卒業生のうちで，卒業式以榊こ就職が決まった割合は30％ほどではないかとのことである。大学院学生となるとさらに状況はきびしく，事紙を50遜程度だしても未だき重らない学生が多数いるそうだ。Pn・D　Courseのある学生など，300通だしたといっているo　Post－doctoraIとして，アメリカで研究したいという目本人が．かなり多いと聞くが，こういう状況では，なかなか機会をみつけることは，難しいのではないだろうか？　0ctober．30th．1970　曇りのち爾　どうやら，Cr丑十を含んだMgO巣結晶の合成が可能になった。かなり大きい繕晶だ。これからの仕薙は，もうroutine　workではないかと推定する。緕局，Arcをとぱす電極の降下速度，Sintered　MgOのpack1ngdensityの条件などが，結晶の成長にe旋CtSを与えることが経験的にわかったわけだ。大学院学坐のGaryは，得られた結晶を彼の家族に示すために家にもち帰る。　December．24th，1970　鎮りときどき雪　　whiteChristmas、　無機材研の若い人々と，こちらの大学院学生とを比較すると，圧倒白勺に苅者の方がよく仕瑛をしているように思われる。しかしその割に，Originalな研究成果が蝪てきていないように思われるのはなにゆえだろうか？　その根本約た原醐玄どこにあるのか，自分なりに考えてみる。研究テーマに具体性が欠けているからか？　われわれは，本当に，虜分虜身の内心的な欲求にせまられて，一小は，目常生活のササイな技術上の間魍解決であれ，大は人類生存に必要な間魑解決であれ一身につまされて，仕諮をやっているのであろうか？　どうも，このへんのキビシサが，駆動力がすくたいように思われるのだo　Newton力学，Schr6dinger　equationを自ら生みだした集団と，それらを教えられ，学んだ集団との差は，やはり非常に大きいのではないか？　与えられた間魑を解くことは，そう難しいことではないかもしれないが，間魑をみつけだし，どこに閥懸があるかを探しだすことは，はるかに難しいことであろうo　June．28th．　1971　　1曜云　緕品表繭を研麟しては，Cr51のガソマー線量をCoun－tingする仕瑛が・　ここ6ケ月ほど続いているo将にtedious　workである。Mg0内のCr3＋のdoping量と，その内部を動く，Cr5ユのdif正usivityとは，たしかにある関係が存在することがわかってきた。王年数ケ月滞在して，繕果がこれだけであるとは，すこしものわびしい気もする。これからの仕事の資とすれぽ無駄ではないだろうと薗らをなぐさめるo　Jリ1y　王st．　197王　　用爵　PrOfessOr．R．Rogから，ひとつの提案が，fa㎝1ty　andStaffおよびgraduateStudentsにまわってくる。＝できる隈り，会議および電語のやりとりは，午後にしようではないか，本来午前中は，Creative　thinkingにあてる跨間ではないかと，niCe　ideaだ。　September　玉3th．玉97玉　襲り　State　CoUege滞在申，ずい分と多数の外顧人を知った。アメリカ人は，もちろん，アジア，ヨー胃ツパ，南アメリカなどからきた人々である。この低い1⊥1々に囲まれ小さな囮舎弼丁で，同一の環境のもとで，同一のgene－rati㎝として，下手な英語ではあるが，何人とか意思のやりとりをし，生活を共にしえたことは，私個人にとっては，意味のある毅璽な体験であったと考える。彼らはおのおの自分たちの赦剛こ燭るならぱ，彼らの生活が歓びと悲しみとがあるし，私には私の生活がある。しかしともにこの地球上で，同一のgenerationをなしているということ，生をともにしているという授も基本約た快びを味わうべきであるかもしれない。そうだ。それは，そうかもしれない。（4）外都発表※　投　　稿題　　　　　　　　　　　　　　目Phase　Relation　and　Superstructures　of　Pyrrhotite，Feユ＿xSShear　Strength　of　Pyrophy11ite　up　to80kbar10万気圧以上の圧力補正The　Growth　Condition　of　a　NaturaI　Diamondシリコソ溶液から成長させた板状のα一Sic単結晶Defect　Lead　Titanate昌with　Diverse　Curie　TemperaturesTranstormation　Mechanisms　of　Pyrrhotite1OO　kbarまでのパイロフィライトの勇断強度Si．0池耐熱材料耐熱材料の非破壊試験Sic単結品の作成方法The　Influence　of　A1uminum　on士he　Stabi1ity　of4H－and　6H＿Si工icon　Carbides　at2200oCCorrelation　of　Life　Time　of　Positrons　in　Oxides発　　表　　老中沢弘基岡井　敏福長　脩小松　啓猪股吉三三友　護白崎　信一中沢弘基・岡井　敏白崎信一白崎信一猪股吉三三友　護田中広吉千葉利信三橋武文森本信男吉本次一郎井上善三郎森本信男田中広吉猪股吉三・野口正安誌　　名　　等Mat．Res．Bul1．6p．345　（’71）Japan　J．App1．Phys．4p．534　（’71）高圧力　93P．2391（’71）Minera1．Soc．Japan．Spec．Pap．1p，35（’71）窯業協会誌798p－259　（’71）So1．Sta．Comm．914p－1217（’71）Minera1．Soc．Japan，Spec．Pap．1p．52（’71）高圧力g3p，2373　（’71）応用物理3g11　（’70）　p．1036応用物理3911（’70）P．1035窯業協会誌7910p．48　（’71）Mat．Re昌．Bu11．68p，759　（’7ユ）J．Phys．Soc．Japan，31p．1288　（’71）※　口　　頭題　　　　　　　　　　　　目ReO。での角度相関（陽電子）酸化物中での陽電子の寿命（τ・）ZrO。中の陽電子の寿命陽電子の寿命：τ・とτ・の相関（酸化物）Cdsの誘導発光に伴うLO一フォノソ構造Sb．O。一工の合成条件鉛を含む複合ペロブスカイト酸化物の高圧合成五酸化ニオブ（Nb呈O。）の多形化学輸送法による五酸化ニオブ単結晶の育成Sicの新Lい多形45Rについて高純度Sic単結晶の合成方法水熱法によるBe0の溶解度測定Antiferromagnetic　Po1aron発　　表　　老千葉利信野口正安田中高穂三橋武文津田惟雄三橋武文野口正安野口正安三橋武文津田惟雄江良　直告木村茂行福長　脩後藤　優小玉博志小玉博志三橋武文津田惟雄千葉利信野口正安千葉利信津田惟雄千葉利信田中高穂菊地武井上善三郎猪股吉三進藤　勇・鈴木弘茂梅原雅捷・糟谷忠夫学　　会　　等物理学会（北海道）物理学会（北海道）物理学会（北海道）物理学会（北海道）物理学会（北海道）人工鉱物討論会（北海道）人工鉱物討論会（北海道）人工鉱物討論会（北海道）人工鉱物討論会（北海道）人工鉱物討論会（北海道）人工鉱物討論会（北海道）人工鉱物討論会（北海道）物理学会（北海道）発表日10月1日ユO月1日10月1日10月1日10月1日10月2日10月2日10月2日10月2日10月2日10月2日10月3日10月3日（5）スピネル基板上のSic成長Nb0雪融液からの結晶成長ZrO。結品の水熱育成とエヅチソグパターソSicの結晶成長Nbヨ07C1の合成と熱分解ベリリウム（皿）とカルシクロムとの錯形成反応ひ素を含むガラス状カルコゲソ化合物の定量分析について（第1報）ピストソシリソダー型高圧装置の大型化についてNb呈O。の圧力一温度相図酸化ベリリウムの精製（第2報）均一沈殿法を用いる高純度水酸化ベリリウムの調製ジルコニウム（W）一フロムアズロールS錯体およびそのフッ化物イオソの吸光光度定量への応用トリス（エチルアセトアセタト）鉄（皿）錯体の水ベソゼソ系における分配平衡MmFe且一nO・固溶体の遠赤外吸収と陽イオソ分布パイロクロァーPb工一δ（Ti・Sn）OヨーδからぺロブスカイトPb・一δ（Ti．Sn）O畠一δへの転移におげる局所的組成変動の役割欠陥干タソ酸鉛の誘電特性発　　表　　老木島弍倫・瀬高信雄田中広吉木村茂行藤木良規・三橋武文鈴木淑夫股脩吉三小玉博志・後藤　優永長久彦上野精一・長谷川　泰福長　脩田村脩蔵森泰道・永長久彦鈴木弘茂永長久彦永長久彦石井紀彦・中平光輿白崎信一・村松国孝山中高光高橋紘一郎高橋紘一郎・白崎信一学　　会　　等結晶成長国内会議（東京）結晶成長国内会議（東京）結晶成長国内会議（東京）電気四学会連合犬会目本化学会（東京）分析化学会（東京）日本分析化学会（東京）日本化学会高圧討論会（東京）日本化学会高圧討論会（東京）日本化学会（束京）分析化学会（東京）日本化学会　錯塩化学討論会日本化学会　錯塩化学討論会粉体討論会（富山）粉体討論会（富山）発表目10月5日10月5日10月5日10月8日10月I2目10月12日10月12日1O月13日10月13日10月．13日10月13日10月ユ7日10月19日10月28日10月29日特　許件多重耐圧円筒体出願日・出願番号46年10月4日 46＿077112発　　明　　老福　　長 脩☆M　EM　O☆　運営会議　11月5日，当所高圧力特殊実験棟において運営会議が開催され，「研究本館の建設状況について」企画課長から説明があり，会議終了後研究本館の見学が行なわれた。　研　究　会　不定比化合物研究会（第4同），10月25日，「V．O茗の欠陥構造の間題提起について」の議題で開催された。　シリカ研究会（第1回），10月24日，rシリカ研究会の目的・方針について」の議題で開催された。　炭化珪素研究会（第7回），11月24日，「エピタキシアル成長の理論一名古屋大挙　美浜和弘助教授，エピタキシアル成長の現状および将来の展望一日本電気（株）長船廣衛技術部長」の議題で開催された。　高圧力研究会（第6回），12月25日．「多面体アソビルの多重化による超高圧発生について」の議題で開催された。発　行　日編集・発行昭和47年1月1日　　第15号科学技術庁無機材質研究所〒113東京都文京区本駒込2の29の3電話03（944）5371NATIONAL　INSTITUTE　FOR　RESEARCHES　IN　INORGANIC　MATERIALS29－3，2－CHOME，HONKOMAGOME，BUNKYO－KU，TOKYO，113，JAPAN（6）