JP6760168B2 - 固溶度の評価方法 - Google Patents
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Description
MgO+H2O→Mg(OH)2 ・・・(2)
(2)上記固体NMRスペクトルのシグナルに基づく情報は、上記固体NMRスペクトルのピーク位置であることを特徴とする、(1)に記載の固溶度の評価方法。
(3)上記固溶度xを評価する工程において、上記アルカリ土類金属酸化物に対する上記二価金属酸化物の固溶度がそれぞれ異なるよう合成された複数の検量用固溶体について測定された複数の固体NMRスペクトルから特定される複数の検量用ピーク位置と、上記複数の検量用固溶体の上記二価金属酸化物の固溶度との関係を用いて、上記固溶度xを評価することを特徴とする、(2)に記載の固溶度の評価方法。
(4)上記固体NMRスペクトルのシグナルに基づく情報は、上記固体NMRスペクトルのピークの半値幅であることを特徴とする、(1)に記載の固溶度の評価方法。
(5)上記固溶度xを評価する工程において、上記アルカリ土類金属酸化物に対する上記二価金属酸化物の固溶度がそれぞれ異なるよう合成された複数の検量用固溶体について測定された複数の固体NMRスペクトルから特定される複数の検量用ピーク半値幅と、上記複数の検量用固溶体の上記二価金属酸化物の固溶度との関係を用いて、上記固溶度xを評価することを特徴とする、(4)に記載の固溶度の評価方法。
(6)上記固体NMRスペクトルのシグナルに基づく情報は、上記固体NMRスペクトルの主ピーク強度に対するスピニングサイドバンド強度の比率であることを特徴とする、(1)に記載の固溶度の評価方法。
(7)上記固溶度xを評価する工程において、上記アルカリ土類金属酸化物に対する上記二価金属酸化物の固溶度がそれぞれ異なるよう合成された複数の検量用固溶体について測定された複数の固体NMRスペクトルから特定される複数の検量用の主ピーク強度に対するスピニングサイドバンド強度の比率と、上記複数の検量用固溶体の上記二価金属酸化物の固溶度との関係を用いて、上記固溶度xを評価することを特徴とする、(6)に記載の固溶度の評価方法。
(8)上記無機酸化物材料は、製鋼スラグを含むことを特徴とする、(1)〜(7)のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
(9)上記アルカリ土類金属酸化物は、酸化カルシウム(CaO)又は酸化マグネシウム(MgO)であることを特徴とする、(1)〜(8)のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
(10)上記二価金属酸化物は、酸化鉄(II)(FeO)又は酸化マンガン(II)(MnO)であることを特徴とする、(1)〜(9)のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
(11)上記アルカリ土類金属酸化物がMgOであり、かつ、上記二価金属酸化物がFeOである場合において、上記固溶度xの評価範囲は、0≦x≦0.2の範囲であることを特徴とする、(1)〜(10)のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
(12)上記固体NMRスペクトル測定は、43Caまたは25Mg核の固体NMRスペクトル測定であることを特徴とする、(1)〜(11)のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
(13)MAS(Magic Angle Spinning:マジック角回転)法を用いて上記固体NMRスペクトル測定を行うことを特徴とする、(1)〜(12)のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
(1)第1の実施形態:ピーク位置
(2)第2の実施形態:ピーク半値幅
(3)第3の実施形態:主ピーク強度に対するスピニングサイドバンド強度の比率(強度比率)
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
(実施例1)
実施例1では、モル比でMgO:FeO=93:7となるようにMgO試薬及びFeO試薬を予め混合した後、錠剤成形器を用いてペレットを作製した。この混合物のペレットをAr雰囲気下で1000℃で42時間焼成することによって、(MgO)0.93(FeO)0.07固溶体の単相を得た。合成した(MgO)0.93(FeO)0.07固溶体の一部を直径5.0mmの固体NMR測定用試料管に均一になるように充填した後、500MHz固体NMR装置(測定磁場強度=11.7T)にセットし、固体NMR測定用試料管を外部磁場に対してマジック角(54.7°)だけ傾斜し、10kHzの速度で回転させた。このときの25Mg核の共鳴周波数は、30.599MHzであった。MgSO4水溶液から得られる25Mg MAS NMRスペクトルのピーク位置を0ppmとし、当該ピーク位置を25Mg MAS NMRの化学シフト基準とした。25Mg MAS NMRスペクトルの測定にはスピンエコー法を用いた。
実施例2では、製鋼スラグAの一部を直径5.0mmの固体NMR測定用試料管に均一になるように充填した後、500MHz固体NMR装置(測定磁場強度=11.7T)にセットし、固体NMR測定用試料管を外部磁場に対してマジック角(54.7°)だけ傾斜し、10kHzの速度で回転させた。このときの25Mg核の共鳴周波数は、30.599MHzであった。MgSO4水溶液から得られる25Mg MAS NMRスペクトルのピーク位置を0ppmとし、当該ピーク位置を25Mg MAS NMRの化学シフト基準とした。25Mg MAS NMRスペクトルの測定にはスピンエコー法を用いた。
比較例1では、実施例1と同様の焼成条件で(MgO)1−x(FeO)x固溶体(x=0、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、2.0)の単相を合成した。合成した(MgO)1−x(FeO)x固溶体に対して、XRD測定時の角度標準として10mass%の金属Si粉末を混合した試料の一部をXRD測定用試料ホルダに均一になるように充填した。その後、当該試料ホルダをCu線源(X線の波長λ=0.1541nm)を有するXRD装置にセットし、2θ/θ法を用いて、固溶体についての2θ=20°〜80°の範囲のXRDパターンを測定した。
(実施例3)
実施例3では、モル比でMgO:FeO=96:4となるようにMgO試薬及びFeO試薬を予め混合した後、錠剤成形器を用いてペレットを作製した。この混合物のペレットをAr雰囲気下で1000℃で42時間焼成することによって、(MgO)0.96(FeO)0.04固溶体の単相を得た。合成した(MgO)0.96(FeO)0.04固溶体の一部を直径5.0mmの固体NMR測定用試料管に均一になるように充填した後、500MHz固体NMR装置(測定磁場強度=11.7T)にセットし、固体NMR測定用試料管を外部磁場に対してマジック角(54.7°)だけ傾斜し、10kHzの速度で回転させた。このときの25Mg核の共鳴周波数は、30.599MHzであった。MgSO4水溶液から得られる25Mg MAS NMRスペクトルのピーク位置を0ppmとし、当該ピーク位置を25Mg MAS NMRの化学シフト基準とした。25Mg MAS NMRスペクトルの測定にはスピンエコー法を用いた。
実施例4では、製鋼スラグBの一部を直径5.0mmの固体NMR測定用試料管に均一になるように充填した後、500MHz固体NMR装置(測定磁場強度=11.7T)にセットし、固体NMR測定用試料管を外部磁場に対してマジック角(54.7°)だけ傾斜し、10kHzの速度で回転させた。このときの25Mg核の共鳴周波数は、30.599MHzであった。MgSO4水溶液から得られる25Mg MAS NMRスペクトルのピーク位置を0ppmとし、当該ピーク位置を25Mg MAS NMRの化学シフト基準とした。25Mg MAS NMRスペクトルの測定にはスピンエコー法を用いた。
比較例2では、実施例3と同様の焼成条件で(MgO)1−x(FeO)x固溶体(x=0、0.01、0.02、0.03、0.05、0.1、0.2)の単相を合成した。合成した(MgO)1−x(FeO)x固溶体に対して、XRD測定時の角度標準として10mass%の金属Si粉末を混合した試料の一部をXRD測定用試料ホルダに均一になるように充填した。その後、当該試料ホルダをCu線源(X線の波長λ=0.1541nm)を有するXRD装置にセットし、2θ/θ法を用いて、固溶体についての2θ=20°〜80°の範囲のXRDパターンを測定した。
(実施例5)
実施例5では、モル比でMgO:FeO=96:4となるようにMgO試薬及びFeO試薬を予め混合した後、錠剤成形器を用いてペレットを作製した。この混合物のペレットをAr雰囲気下で1000℃で42時間焼成することによって、(MgO)0.96(FeO)0.04固溶体の単相を得た。合成した(MgO)0.96(FeO)0.04固溶体の一部を直径5.0mmの固体NMR測定用試料管に均一になるように充填した後、500MHz固体NMR装置(測定磁場強度=11.7T)にセットし、固体NMR測定用試料管を外部磁場に対してマジック角(54.7°)だけ傾斜し、10kHzの速度で回転させた。このときの25Mg核の共鳴周波数は、30.599MHzであった。MgSO4水溶液から得られる25Mg MAS NMRスペクトルのピーク位置を0ppmとし、当該ピーク位置を25Mg MAS NMRの化学シフト基準とした。25Mg MAS NMRスペクトルの測定にはスピンエコー法を用いた。
実施例6では、製鋼スラグCの一部を直径5.0mmの固体NMR測定用試料管に均一になるように充填した後、500MHz固体NMR装置(測定磁場強度=11.7T)にセットし、固体NMR測定用試料管を外部磁場に対してマジック角(54.7°)だけ傾斜し、10kHzの速度で回転させた。このときの25Mg核の共鳴周波数は、30.599MHzであった。MgSO4水溶液から得られる25Mg MAS NMRスペクトルのピーク位置を0ppmとし、当該ピーク位置を25Mg MAS NMRの化学シフト基準とした。25Mg MAS NMRスペクトルの測定にはスピンエコー法を用いた。
比較例3では、実施例5と同様の焼成条件で(MgO)1−x(FeO)x固溶体(x=0、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、2.0)の単相を合成した。合成した(MgO)1−x(FeO)x固溶体に対して、XRD測定時の角度標準として10mass%の金属Si粉末を混合した試料の一部をXRD測定用試料ホルダに均一になるように充填した。その後、当該試料ホルダをCu線源(X線の波長λ=0.1541nm)を有するXRD装置にセットし、2θ/θ法を用いて、固溶体についての2θ=20°〜80°の範囲のXRDパターンを測定した。
Claims (13)
- 無機酸化物材料中のアルカリ土類金属酸化物(MO)に対する二価金属酸化物(M’O)の固溶度の評価方法であって、
アルカリ土類金属酸化物(MO)に対する二価金属酸化物(M’O)の固溶度xが未知である(MO)1−x(M’O)x固溶体の固体NMRスペクトルを測定する工程と、
測定により得られた前記固体NMRスペクトルのシグナルに基づく情報を用いて、固溶度xを評価する工程と、
を含むことを特徴とする、固溶度の評価方法。 - 前記固体NMRスペクトルのシグナルに基づく情報は、前記固体NMRスペクトルのピーク位置であることを特徴とする、請求項1に記載の固溶度の評価方法。
- 前記固溶度xを評価する工程において、
前記アルカリ土類金属酸化物に対する前記二価金属酸化物の固溶度がそれぞれ異なるよう合成された複数の検量用固溶体について測定された複数の固体NMRスペクトルから特定される複数の検量用ピーク位置と、前記複数の検量用固溶体の前記二価金属酸化物の固溶度との関係を用いて、前記固溶度xを評価することを特徴とする、請求項2に記載の固溶度の評価方法。 - 前記固体NMRスペクトルのシグナルに基づく情報は、前記固体NMRスペクトルのピークの半値幅であることを特徴とする、請求項1に記載の固溶度の評価方法。
- 前記固溶度xを評価する工程において、
前記アルカリ土類金属酸化物に対する前記二価金属酸化物の固溶度がそれぞれ異なるよう合成された複数の検量用固溶体について測定された複数の固体NMRスペクトルから特定される複数の検量用ピーク半値幅と、前記複数の検量用固溶体の前記二価金属酸化物の固溶度との関係を用いて、前記固溶度xを評価することを特徴とする、請求項4に記載の固溶度の評価方法。 - 前記固体NMRスペクトルのシグナルに基づく情報は、前記固体NMRスペクトルの主ピーク強度に対するスピニングサイドバンド強度の比率であることを特徴とする、請求項1に記載の固溶度の評価方法。
- 前記固溶度xを評価する工程において、
前記アルカリ土類金属酸化物に対する前記二価金属酸化物の固溶度がそれぞれ異なるよう合成された複数の検量用固溶体について測定された複数の固体NMRスペクトルから特定される複数の検量用の主ピーク強度に対するスピニングサイドバンド強度の比率と、前記複数の検量用固溶体の前記二価金属酸化物の固溶度との関係を用いて、前記固溶度xを評価することを特徴とする、請求項6に記載の固溶度の評価方法。 - 前記無機酸化物材料は、製鋼スラグを含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
- 前記アルカリ土類金属酸化物は、酸化カルシウム(CaO)又は酸化マグネシウム(MgO)であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
- 前記二価金属酸化物は、酸化鉄(II)(FeO)又は酸化マンガン(II)(MnO)であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
- 前記アルカリ土類金属酸化物がMgOであり、かつ、前記二価金属酸化物がFeOである場合において、
前記固溶度xの評価範囲は、0≦x≦0.2の範囲であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。 - 前記固体NMRスペクトル測定は、43Caまたは25Mg核の固体NMRスペクトル測定であることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
- MAS(Magic Angle Spinning:マジック角回転)法を用いて前記固体NMRスペクトル測定を行うことを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の固溶度の評価方法。
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