ガラスの分相（読み）ガラスノブンソウ

化学辞典 第2版

ガラスの分相
ガラスノブンソウ
phase separation of glass

液相温度以下の温度域において，単一相のガラスが2種類以上のガラス相に分離する現象で，液-液不混和現象の一種．図1に示すように，AとBの2種類の化学組成をもつ成分が混合し，ガラスとなる系において，図1(b)のように混合によって系の自由エネルギーが大きくなる(不安定になる)場合に，CとDの組成からなる二相ガラスが現れる．

図1(b)のαの組成領域(系の自由エネルギーが上に凸系のか所)では，系の自由エネルギーが組成に対して微小な組成変動で必ず低下し，新相(第二相)の核生成のためのエネルギー障壁が存在しないので，一気に新相が成長する．そのため，図1(b)，および図2(a)に示すような「からみあい」あるいは「スピノーダル」構造とよばれるような分相組織になる．また，βの組成領域(系の自由エネルギーが下に凸系のか所)では，微小な組成変動が局所的に発生しても，一時的に自由エネルギーが大きくなるためエネルギー障壁が生じ，新相は核生成→成長機構を経由して生成する．そのため，図2(b)に示すような「液滴」あるいは「バイノーダル」構造とよばれるような分相組織になる．

分相が最初に見いだされたのはNa₂O-B₂O₃-SiO₂系ガラスで，「からみあい」型の分相組織を利用して，これから96％ シリカであるバイコールガラスが1938年につくられた．電子顕微鏡の解像力の向上により，1956年にはじめて分相が視覚的にとらえられ，以後Na₂O-SiO₂系，Na₂O-CaO-SiO₂系，そのほかのガラス系に次々と分相が見いだされ，J.W. CahnやW. Hallerなどによる理論づけが行われた．「からみあい」型分相を利用して多孔質ガラスがつくられる．

出典　森北出版「化学辞典（第2版）」