Nobutoshi Daimon

Linear Defects and Etch Pits of Fluorphlogopite

雲母の劈開面をetchすると小さいpitと大きいpitが現われる。小さいpitの成因はある種の結晶構造の不完全さと言われているが,大きいpitの成因には不純物説と結晶中の線状欠陥(転位)説とがある。当報告は大ぎいpitの原因を明らかにしようとするものである。内熱法で製造した結晶をetch して, 向き合った劈開面の大きいpit の位置に完全に1 対1 の対応があることおよび薄い試料の上,下面の大きいpitに対応があることを知った。これよりpitの成因は線状欠陥(転位)のためと思われる。また試料を1350℃ で20 ～ 100 時間処理したものに線状欠陥の見えるものがある。これをetch して, 線状欠陥と大きいpit に1 対1 の対応があることよりpitの成因は線状欠陥によるものであることを確認した。異なったetchantを使用すれば,pitの形は異なると言われているが,この場合にもpitの形は異なっていた。

Etching of the Plane with HF Perpendicular to Cleavage Plane of Fluorphlogopite Grown by Stockbarger Technique

種結晶をルツボ降下法に応用してブック状フッ素金雲母を得ている。得られたものの劈開面をHFでetchして得た結果を先に報告した。当報告ではブック状結晶の勢開面に垂直にしてかつ育成方行に平行と垂直の二方向の面をHFでetchした。これら二方向の面によるetch模様の差はなく,劈開面の場合に現れた大きい三角形状のpitや小さいPitは現われなかった。主として線状(a,b,c軸方向を揃えた種結晶を使用した場合) , モザイク状( 劈開面のみを揃えた種結晶を使用した場合)のetch模様が現われた。なおルツボの引下速度の速いものは遅いものに比べて,etchの模様はこまかく,粗さは小であった。育成結晶部分には結晶の滑りが見られた。引下速度の遅いものに滑りが多い傾向がある。この滑りは結晶が育成される時に内部的な原因によって生たじものと思われる。

Crystal Growth of Fluor-phlogopite Perpendicular to Its Cleavage Plane

ルツボ降下法に種結晶を利用することによって,いわゆるブック状のフッ素金雲母結晶の育成に成功している。この方法では種結晶の劈開面を鉛直, かつルツボの側面に直角にして, 劈開面に平行な方向へ結晶を育成させることを目的としていたが,しばしば劈開面に垂直な方向へも結晶の育成をみた。当報告ではフッ素金雲母の劈開面に垂直な方向への育成を目的とした。タテ型電気炉を用い, 羽子板型の白金ルツボを使用した。種結晶の劈開面をルツボの底面に平行にした場合には劈開面に垂直な方向への育成は認められなかった。しかし種結晶の劈開面をルツボの底面に垂直, かつ側面に平行すなわちルツボの偏平な面に垂直にした場合には劈開面に垂直な方向への育成が認められた。育成条件は次のようであった。羽子板型ルツボの開き角:45゜ 以下,降下速度:0.4mm/hr以下,温度勾配:15℃/cm以下であった。

Etching with HF of Crystal Cleavages on Fluorphlogopite Grown by the Stackbarger Technique

の状態との関係を求めた。種結晶の壁開面のみを揃えたものと,a,b,c軸を揃えたものの2種,引下速度の速い場合と遅い場合の2種を組合せたものについて実験を行なった。フッ素金雲母の壁開面をHFでetchすると,大きいpitと小さいpitが現われる。使用した種結晶はもとの種結晶に比べて大きいpitが多く,これは種結晶の熱分解によるものと思われる。引下速度の速い場合は遅い場合より大きいpitが多い。種結晶の壁開面のみを揃えた場合は,a,b,c軸を揃えた場合より大きいpitが多い。育成終了後急冷した場合には,育成結晶の上端部に大きいpitが多い。大きいpitが多いことは結晶に不完全さが多いことを示している。

The Crystal Structure of Synthetic Fluor-Phlogopite

合成フッ素金雲母の結晶構造は,従来1M(単層単斜晶系)であるといわれて来たが,光軸角を測定するとその値が小さく,光学的一軸性結晶とも思われるものがあった。1Mであれば,当然二軸性結晶でなければならないから,これは結晶構造に差があるのではないかと考えて,光軸角の大きい結晶,中くらいの結晶,小さい結晶の三群に分けて実験を行なった。X線的手法,すなわち粉末回折法,ラウエ写真法,ワイゼンベルグ写真法により三者を比較して考察を加えた。光軸角の大きい結晶は従来いわれて来たように1 M であったが, 中くらいの結晶, 小さい結晶は部分的に2 M ( 2 層単斜晶系)や3T(3層三方晶系)を含む構造,換言すればpolysynthetic twinではないかと考えられる。光軸角の小さい結晶の中には,明らかに積層双晶であると認められるものもあった。すなわち光軸角の中くらいの結晶,小さい結晶の結晶構造は,大きい結晶に比べると,より複雑な積み重なり方をしているものと考えられる。つまり積層欠陥がより多いと考えられる。

The Lowering Rate of the Crucible in the Case of the Stockbarger Technique

溶融体より単結晶を育成させる方法の一つとしてStockbarger法がある。この方法で単結晶をうるには,ルツボ内の等温面の移動速度を結晶の成長速度に等しくせねばならない。この等温面は水平である事が望ましいが,実際にはルツボの中心部と壁との間には温度差があるのが通例である。ルツボの大きさを変えた場合にもこの温度差を一定に保つためのルツボ引下速度と,ルツボ半径との関係を非定常状態における熱伝導に関するGroberの図解法によって求め,次の式を得た。v・Ra=k(1≦a≦2),vは引下速度,Rはルツボの半径,kは定数。金属のような熱伝導度の大なるものでは1≒aであるから,引下速度はルツボの半径に反比例する。このことは,ルツボの半径が大になると引下速度を小にしなければならない事実とよく一致している。また,雲母,T1Br-T1Iのような熱伝導度の小なるものではa≒2であるから,引下速度はほぼ半径の2乗に反比例するものであって,実験事実とよく一致している。

A Method of Growing Synthetic Mica Crystals by Using Seed Crystals

合成雲母の製造については多くの研究がある。しかしいずれの場合においても,得られるものは各種の配向を有する大小種々なる結晶の塊であった。当研究にては劈開面が互に平行ないわゆるbook様の結晶の育成が目的である。種結晶を使用しStockbargerの方法を応用した。種結晶としてはフッ素金雲母を用い,その劈開面を揃えて白金ルツボの下部に側壁に平行に入れる。その上部に原料を充填し,ルツボを閉じてこれを炉の中に挿入し温度を上昇させて,その最高温度を1400℃ に保持し,原料の全部とこれに接する種結晶の一部分を溶融した後,ルツボを引下げて徐冷した。引下げはサイホンにより水槽中の水を流出して行なった。次の場合にbook様の結晶を得た。1)原料としてはフッ素金雲母粉末またはその塊,フッ素金雲母の化学組成を有する化学薬品の混合物,またはガラスを用いた,2)原料に少量のPbF2を混合したものを用いた,3)温度勾配は60℃/cmにして柱状ルツボの一辺が10mm,5mmではその引下速度はそれぞれ0.4mm/hr,1.7mm/hrであった。