クエリ: 屈折率や透明度を高くするため、クリスタルガラスに加えられる金属元素は何でしょう?
文章: クリスタル・ガラス 一般的には、珪砂(SiO2)、カリウム、ソーダ灰というガラスの主成分に、酸化鉛(PbO)を添加して形成される鉛ガラスの一種を指す。 ガラスの製造時に酸化鉛等を添加することでガラスの溶解温度が低く抑えられ成形もソーダガラスに比べて容易になること、また透明度と屈折率が高まり水晶(クリスタル)のように輝く透明なガラスになることから、通称として「クリスタル」と呼ばれる。 一般的には鉛の含有量が上がるほど光の透明度や屈折率が高くなり、また比重が大きくなるとともに打音が澄んで余音を持つ。このため、特にワイングラスなど工芸用では酸化鉛が多いものが好まれる。 しかし、その実現には、溶解・成形・徐冷・加工などの高度な製造技術や、鉄分など不純物の除去や他の混合物の配合など全体的な化学組成の調整が重要であり、一概に鉛の含有量が高ければ良いという訳ではない。光学的に無色透明であるよりもわずかに青みを帯びた方が肉眼では「美しい透明」と感じがちなため、アルカリ金属酸化物などの着色剤を用いて調整することが多い。 日本硝子製品工業会によるクリスタルガラスの定義は、
文章: 雨センサー 現代の最も一般的な雨センサーは全反射の原理に基づいている。常に、車内から赤外光がフロントガラスに対して45度の角度で照射される。ガラスが乾いていれば、全反射の臨界角は42度前後である。この値は以下の全反射の式を使って得られる。上式において、 n 1 = 1 {\displaystyle n_{1}=1} は赤外光に対する空気の屈折率の近似値、 n 2 = 1.5 {\displaystyle n_{2}=1.5} は赤外光に対するガラスの屈折率の近似値である。この場合、赤外光の入射角が45度であるため、全ての光は反射され、検出器は最大強度を受け取る。ガラスが濡れていれば、水の屈折率 ( n 1 = 1.3 {\displaystyle n_{1}=1.3} ) が空気よりも高いため、臨界角は60度前後に変化する。この場合、入射角が45度であるため、全反射が得られない。 文章: ガラス工業製品 高温域では、安全な有機化合物または無機塩化スズ(IV)を使って、酸化スズ(IV)の非常に薄い層をつける。スズを基本とした方式だけが使用されるわけではないが、最も普及している。四塩化チタンや有機チタン酸塩が使用されたりもする。どの場合でも、コーティングは低温域にてガラス表面と剥離しないよう処置する。低温域では、典型的には水性エマルションを介してポリエチレン・ワックスの層が塗布される。これはガラスを滑りやすくして、ガラスを引っかき傷から保護したり、容器がコンベアを移動する時に互いがくっつくのを防いでいる。この結果生じる目には見えない複合コーティングがガラスに事実上傷のつきにくい表面をもたらしている。取扱う際に表面が傷つくことが少ないので、コーティングはしばしば補強とも説明されるが、より正確な定義は強度保持コーティングになるだろう。ガラス容器は100%検査されている。 文章: インバー 1896年の秋、ギヨームは約36%のニッケルを含有する合金が常温で低い膨張係数を持つことを示した。この合金の膨張係数は、純鉄の膨張係数の110である。工業用インバーはMarc Thuryの提案に基づいて定義された。研究では、マンガン、炭素、クロムおよび銅など多数の添加物の影響が研究された。マンガンと炭素を含まない鉄・ニッケル工業生産は計画されなかったため、C.-E.ギヨームは、0.1%のマンガンと0.4%の炭素を標準組成として定めた。これらの元素の他に、クロムと銅も添加物として考えられる。マグネシウム、ケイ素、コバルトを添加すれば機械的特性を改善することができる。その他の元素も、一定の特性を改善することができる。例えば、さらに炭素、マンガン、クロムを添加すると、孔食タイプの腐食に対する強度が改善される。インバーの弱い熱膨張は、この合金についてもっとも有名な特性である。 文章: 高屈折率高分子 高屈折率高分子(こうくっせつりつこうぶんし)は屈折率が1.50よりも高い高分子である。 このような材料は発光ダイオード(LED)やイメージセンサ等の光デバイス、反射防止膜に利用されている。高分子の屈折率は、分極率,主鎖の柔軟性,分子構造,主鎖骨格の配向等の要因によって決まる。 2004年時点において、最も高屈折率な高分子材料の屈折率は1.76である。高分子の屈折率を高めるには、分子屈折の高い置換基や高屈折率のナノ粒子を導入することが有効である。 文章: 酸化ガリウム(III) 酸化ガリウム(III)の光学的機能を正確に決定するためにはデバイスシミュレーションと原料調整方法の改善が重要である。酸化ガリウム(III)薄膜はガスに敏感な素材として商業的な関心が向けられており、酸化ガリウム(III)ベースのガラスは先端技術に用いられる最高の光学材料の一つである。β-酸化ガリウム(III)の光学機能を決定するためには偏光解析(en:Ellipsometry)が用いられる。 酸化ランタンー酸化ガリウム系ガラスは高屈折率ガラスとしての用途が見込まれていたが、この組成の溶融物は結晶化傾向が非常に強いため、るつぼを使った通常のガラス製造法ではるつぼとの接触面から結晶化が進行してガラス化が不可能だった。 容器界面で起きる結晶化の問題は、るつぼを用いない無容器浮遊法(ガス圧で材料を浮遊させた状態で溶融冷却を行う)の導入により回避でき、2022年に東京大学やニコンが共同で出願した特許文献では無容器浮遊法によって、可視光域における屈折率が1.85-2.25で、紫外線 (370nm) から赤外線 (6μm) までの広い波長に渡って透明なランタン-ガリウム系酸化物ガラスを製造し得ることを報告している。 文章: ローズメタル ローズメタルは、低融点合金である。 文章: ガラスCD ガラスCD(Glass CD)は、耐用性向上のため基板部分にガラスを使用したコンパクトディスク(CD)である。 従来のポリカーボネートでは温度、湿度、ホルムアルデヒド等の化学物質により反りや透明度に経年変化があった。また、樹脂系基板特有の問題として複屈折の問題があり、読み取りエラーの原因となっていた。 そのような物理的問題を解決する為に基板に物理的、化学的耐久性に優れたガラスを使用した。 NECが1990年に試作品を開発。この際、理論上は約1500年の耐用年数を持つとされたが需要が見込めないと判断され製品化には至らなかった。 文章: 四塩化ゲルマニウム いくつかの光学プロセスの中間体としてほぼ独占的に用いられる。直接加水分解して、独特な特性と用途を持つ酸化物ガラスである二酸化ゲルマニウムとなる。 光ファイバーの製造の際には、四塩化ケイ素と四塩化ゲルマニウムを酸素とともに中空のガラス母材に導入し、試薬が各々の酸化物に酸化され、混合ガラスを形成するように、注意深く加熱する。二酸化ゲルマニウムは、高い屈折率を持つため、四塩化ゲルマニウムの流速を変えることで、光ファイバー全体の屈折率を制御することができる。ガラス質量の約4%が二酸化ゲルマニウムである。 文章: 半金属 半金属(はんきんぞく、英: metalloid)とは、元素の分類において金属と非金属の中間の性質を示す物質のことである。その定義は曖昧であり、決定的な定義や分類基準は存在せず、様々な方法によって分類が試みられている。 一般的にはホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン、テルルの6元素が半金属とされ、セレン、ポロニウム、アスタチンの3元素がしばしば加えられる。炭素やリンなどは通常半金属とはされないものの、その同素体にはグラファイトや黒リンのような半金属性を有しているものが存在する。これらの半金属元素は周期表上において、おおよそホウ素からポロニウムまでを繋ぐライン上に現れるが、その境界線の引き方にもまた多くの議論がある。 半金属に特徴的な性質としては脆性、半導体性、金属光沢、酸化物の示す両性などが挙げられ、半金属のイオン化エネルギーや電気陰性度の値は一定の範囲に収まる。半金属の単体もしくはその化合物は、ガラスや半導体、合金の構成元素として広く利用されている。 文章: 透輝石 透輝石(とうきせき、diopside、ダイオプサイド)は、鉱物の一種(ケイ酸塩鉱物)。カルシウムとマグネシウムを含む単斜輝石。輝石の一種。化学組成は CaMgSi2O6 で、Mg が Fe に置換したものは灰鉄輝石。透輝石と灰鉄輝石とは連続固溶体をつくり、かつてはその間をサーラ輝石(salite)と鉄サーラ輝石(ferrosalite)と称したが、現在では使われない。また、Mg が Mn に置換したものはヨハンセン輝石。カルシウムの割合が少なくなったものは普通輝石。クロムを含むものは緑色を呈する。火成岩や変成岩を構成する造岩鉱物で、スカルン鉱床にも産する。裂開(割れ目)が発達して真珠光沢や金属光沢を示すものを異剥輝石(いはくきせき、diallage)というが、正式鉱物名ではない。 文章: チョクラルスキー法 産業用には直径200ミリメートル~300ミリメートルの単結晶インゴットが使用される。インゴットをワイヤーソーで厚さ0.2ミリメートル~0.7ミリメートルにスライスして磨く。シリコンの単結晶を成長させる過程で坩堝の素材である石英の壁面から溶け出した酸素が格子欠陥 10 18 c m - 3 {\displaystyle 10^{18}\,\mathrm {cm} ^{-3}} の原因になる。しかし、酸素の混入を利点とする手段もある。酸素は混入した微量の金属元素を酸化する事により固定してくれる。また、酸素を含んだシリコンで作られた放射線検出器は高エネルギー物理学で用いられる。この製造法はポーランドの科学者であるジャン・チョクラルスキーが1916年に金属の結晶化において発明した事に因む。 文章: 二酸化テルル 音響光学材料や条件付きガラス形成剤として用いられる。すなわち、数モルパーセントの酸化物やハロゲン化物などの添加剤を加えることによりガラスを形成する。二酸化テルルガラスは高い屈折率を持ち、電磁スペクトルでは中赤外部まで優れた透過性を持つため光導波路の材料として興味が持たれている。また、二酸化テルルガラスはラマン散乱においてシリカの30倍までの散乱光強度を示すため、増幅作用を持つ光ファイバーの材料として有用とされる。 文章: 紫外線 物質の屈折率は、入射した光の波長に依存する。光学部品(光学窓やレンズなど)の素材としてよく用いられるガラスは、紫外線の波長域では吸光係数が著しく増大し、透過率が急激に減少する。このため、ガラスを使った光学部品で、紫外線光を取り扱う事は困難であり、特殊な材料を使用した専用の光学部品が使用される(例えば、石英ガラス[波長 200 nm 以上で使用可]やフッ化カルシウム (CaF2)、フッ化マグネシウム (MgF2)[150 nm 以上で使用可])。 紫外線はガンマ線などの強透過性放射線のような透過力がなく、表面のごく近傍で吸収されてしまうことから、紫外線の照射量は吸収線量ではなく照度(mW/cm)と積算光量(mJ/cm)の積で表現される。 文章: 窓ガラス 普通の窓ガラスは正面から見ると透明に見えるが、斜めから見たり、厚みのある部分を見るとわずかながら青緑に色付いて見える。これは、原料に不純物として含まれる鉄イオンの色である。この色が好ましくない場合は、純度の高い原料を使うか、もしくはその補色を生じる着色剤を原料に少量加えて無彩色にする。 民家の窓などに使用されている透明ガラスの場合、ケイ素と酸素が強く結合され、構造としては網目状になっている。 文章: サンキャッチャー 鋭いカットを施された、硬くて脆いクリスタルガラスが多く使われているインテリアである。そのため、地震で揺れたり、高層マンションの窓から吹き込む突風に煽られた場合に、窓ガラスなどを強打して割ったり、自身が衝撃で砕けて飛び散る危険性がある。 太陽光が差し込む場所に設置されることが多いため、収斂火災についても注意が必要である。サンキャッチャーの販売店の多くは、収斂火災が起こる危険性について明示している。球体に「カットが施されているため安全」、具体的な屈折率を示さずに「屈折率が高いから安全」など、根拠が示されていない記載には注意が必要である。 シャンデリア用ガラス製部品を転用している場合も多く、部品の製造者が太陽光のあたるところや可燃物のそばに設置されることなどを想定していない可能性にも留意すべきである。