新奇機能性非平衡酸化物創製に向けた高温酸化物融体のフラジリティーの起源の解明 | 「きぼう」利用のご案内 | JAXA 有人宇宙技術部門

更新 2024年9月30日

FragilityThe origin of fragility in high-temperature oxide liquids - towards fabrication of novel non-equilibrium oxide materials

解析中

宇宙利用/実験期間	2019年～ 2023年
研究目的	本実験は、「きぼう」日本実験棟の静電浮遊炉を用いて、高温液体、とりわけ、波及効果が高く、かつ、静電浮遊炉でしか測定できない酸化物の物性（特に粘性と密度）を精密測定することを目的とします。この測定結果と高輝度放射光・高強度パルス中性子で測定する構造データを計算機シミュレーションで解析し、データ科学の援用により、新しい学理創製、新奇ガラス材料などの非平衡材料創製へのフィードバックを目標とします。
宇宙利用/実験内容	本実験では、高温液体、とりわけ波及効果が高く、かつ、「きぼう」日本実験棟の静電浮遊炉(ELF)でしか測定できない、酸化物の物性（特に粘性と密度）を精密測定します。その測定結果と地上で比較実験した高輝度放射光・高強度パルス中性子で測定する構造データを解析します。
期待される利用/研究成果	超高温の液体やマグマには未だにわからない謎が多く、なぜガラスができるかに対する明確な答えも出ていません。ガラスはなぜできるか？地球誕生のメカニズムとは？など、この実験を通しその謎に挑みます。
関連トピックス	ガラスの成り立ちを調べる実験が進行中！～「きぼう」の静電浮遊炉（ELF）が謎に迫ります～（2021年7月15日）世界初！地上で実現することが極めて難しい高融点酸化物の浮遊・溶融に成功！～静電浮遊炉利用実験：Fragility～（2020年3月5日）静電浮遊炉の利用実験を開始しました～高温材料の熱物性を測定します～（2018年9月28日）
詳細本実験は2016年度「きぼう」利用フィジビリティスタディテーマとして選定されました。実験は「きぼう」日本実験棟に設置されている静電浮遊炉（ELF）を利用し行われます。関連リンク [実験詳細] 新奇機能性非平衡酸化物創製に向けた高温酸化物融体のフラジリティーの起源の解明
研究論文（Publication）論文名 Measuring the density, viscosity, and surface tension of molten titanates using electrostatic levitation in microgravity 雑誌名 Applied Physics Letter 124(2024), 264102 論文名 Microgravity effects on nonequilibrium melt processing of neodymium titanate: thermophysical properties, atomic structure, glass formation, and crystallization 雑誌名 npj-microgravity 10 (2024), 26 論文名 Atomic and electronic structure in MgO-SiO2 雑誌名 The Journal of Physical Chemistry 128 (2024), 716-726. 論文名 Very sharp diffraction peak in non-glass forming liquid with the formation of distorted tetraclusters 雑誌名 NPG Asia Materials 12, Article number: 43 (2020) 論文名 Accurate synchrotron hard X-ray diffraction measurements on high-temperature liquid oxides 雑誌名 Int. J. Microgravity Sci. Appl. 37 (2020), 370202.

小原真司 KOHARA Shinji

物質・材料研究機構主席研究員

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
有人宇宙技術部門きぼう利用センター
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