Thermal Expansion of High Cordierite and Its Solid Solutions

Abstract

高温型コーディエライト (Mg2Al4Si5O18) の3種類の構成原子の一部を他の原子で置換し, その置換による結晶格子の熱膨張の変化を高温粉末X線回折法により研究した. 各々の置換により熱膨張特性は特徴的な変化を示し, 更に熱膨張の異方性や線膨張係数の低減も可能なことが明らかになった. 主要な結果を要約すると次のようになる.MgをFeあるいはMnで置換すると, a軸の格子定数 (a0) は大きくなるがc0は小さくなる. この置換によりa軸方向の小さな正の熱膨張は更に小さくなり, c軸方向の負の熱膨張は正の方へ移行する.AlをGaで置換すると, a0及びc0いずれも大きくなる. この置換固溶体の格子定数の再現性は非常に悪く, 合成の度ごとに大きく異なる. この置換による熱膨張特性の変化は, 前述のFeやMnの置換固溶による変化に類似している.SiをGeで置換すると, a0及びc0いずれも直線的に大きくなる. この置換によりc軸方向の負の熱膨張は負の方向に大きくなるが, a軸方向の熱膨張は固溶量により複雑に変化する.