ホウケイ酸塩メルトにおける B₂O₃ の部分モル熱容量

抄録

模擬放射性廃棄物ガラスは，PyrexやE-glassなど他のホウケイ酸塩メルトと比較し，ガラス転移領域での熱容量が顕著に高く，また温度の増加で熱容量が大きく減少することが知られている．本研究では，SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-CaO-Na₂O系メルトに対して熱量測定実験を行い，B₂O₃の部分モル熱容量（Cp_B2O3）を明らかにした．Cp_B2O3はメルトの組成と温度により大きく変化し，次のような特徴を示す．（１）メルトがNa₂Oを含まない場合はCp_B2O3=150-140 J K-1mol-1でほぼ一定である．（２）Na₂Oを含む場合，Tg付近の過冷却メルトのCp_B2O3はB₂O₃が25mol%よりも12.5mol%の方が大きく，いずれも温度の増加で減少する．（３）温度の増加によるCp_B2O3の減少はNa₂OとCaO又はAl₂O₃が共存する場合に特に大きくなる．模擬放射性廃棄物ガラスの熱容量が示す特異な温度変化はこれらのCp_B2O3の変化で説明することができる．