【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.18】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0081

利用課題名 / Title

Relations between Deformation and Coarsening of Bicontinuous Structure

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

マントル物質, Forsterite (Fo), Diopside(Di),電子顕微鏡/ Electronic microscope

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

ジャン シェンハオ

所属名 / Affiliation

東京大学 大学院理学系研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-102：高分解能走査型分析電子顕微鏡
UT-103：高分解能走査型電子顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

マントル対流を議論するとき、マントル物質の変形を記述する流動則を使用する。多くの場合、上部マントル物質は主要鉱物であるカンラン石の単相系に単純化され、粘性率などのパラメータを導き出すのに利用される。しかし、このような単純化は明らかに現実とは異なる。二相系の場合、体積分率は重要なパラメーターである。片相の体積分率が小さいとき、マイナー相は孤立していて、粒成長メカニズムはゼナーピンニング下でのオストワルド熟成という理論モデルに対応する。マイナー相の体積比が36％を超えると、両相は共連続構造（図１）となり、この場合の粒成長メカニズムに対応する理論モデルはまだない。共連続構造は二相系の変形を研究するのにも非常に重要である。現在広く使われているクリープの構成方程式は、実は単相系にしか適用できない。しかし、マイナー相は孤立している場合、メジャー相の方が変形に寄与していることは明らかであるため、単相系の理論で説明することができる。共連続構造には、両相とも「メジャー相」となり、特に二相間の粘性率が大きく異なる場合、混合した粘度率を予測するのは難しい。本研究では、粘性率が1桁以上異なり、拡散の仕方も異なるForsterite-Diopsideの共連続構造をもつ二相系の粒成長、クリープおよびそれらの関係を調べた。ここでは、その合成実験の結果を記す。

実験 / Experimental

Fo+Di試料においてFoの体積分率が50％の試料の合成を行った。真空下、ピーク温度1150℃、SPS焼結法を用いて20分での焼結を行った。焼結後、断面を研磨し、グルービング処理1100℃を行った。研磨面を走査型電子顕微鏡JSM-7800F (JEOL)およびJSM-7000F (JEOL)において観察した。

結果と考察 / Results and Discussion

初期試料、粒成長後試料、変形実験後試料全部含まれていて、Fo と Di の粒径はほぼ同じ粒径であった（図１）。このことにより、粒径は鉱物で区別せず、一つのdで表すことができる。本研究で使った試料の初期粒径は0.2μmであった。高緻密かつ均質な試料が得られたことを確認した。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図１　d_Fo vs. d_Di

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件