2025/09/15 更新

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ヤマダ　アキヒロ
山田　明寛
YAMADA Akihiro
所属
先端工学研究院
部局
工学部 材料化学科
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 2007年3月   愛媛大学 ）

  • 修士（理学） （ 2004年3月   愛媛大学 ）

  • 学士（理学） （ 2002年3月   愛媛大学 ）

研究キーワード

  • ガラス、融液、高温高圧

経歴

  • 滋賀県立大学   工学部 材料科学科   准教授

    2021年1月 - 現在

  • 滋賀県立大学   工学部 ガラス工学研究センター   講師

    2019年4月 - 2020年12月

  • 滋賀県立大学   工学部 ガラス工学研究センター   助教

    2013年4月 - 2019年3月

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    国名：日本国

  • カリフォルニア大学デーヴィス校   地質学科   ポスドク研究員

    2008年1月 - 2008年12月

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    国名：アメリカ合衆国

所属学協会

  • 日本セラミックス協会

    2013年4月 - 現在

  • 日本鉱物科学会

    2009年9月 - 現在

  • 日本高圧力学会

    2002年9月 - 現在

研究分野

  • 自然科学一般 / 固体地球科学

  • ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

委員歴

  • （公）日本セラミックス協会関西支部   企画委員  

    2023年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

  • (一社)ニューガラスフォーラム若手懇談会   企画委員  

    2021年10月 - 2023年10月   

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    団体区分：学協会

研究シーズ

  • ガラスの融液物性・熱物性と破壊現象の研究

論文

  • Synthesis and structure of anisotropic borosilicate glasses under differential stress at high pressure and temperature 査読

    Shingo Taniguchi, Akihiro Yamada, Tomohiro Ohuchi, Koji Ohara, Daisuke Shibata, Mizuki Nishiwaki, Jun Matsuoka

    2025年6月

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    担当区分：責任著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1111/jace.70040

  • Indentation stress fields in brittle materials: A micro-photoelastic investigation in silicate glasses 査読 国際共著

    Gustavo Alberto Rosales-Sosa, Etienne Barthel, Yoshinari Kato, Matthieu Bourguignon, Akihiro Yamada, Tomiki Inoue, Shingo Nakane, Hiroki Yamazaki

    Acta Materialia   292   2025年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.actamat.2025.120973

  • Densification of sodium and magnesium aluminosilicate glasses at ambient temperature: structural investigations by solid-state nuclear magnetic resonance and molecular dynamics simulations 査読 国際共著

    Millena Logrado, Yara Hellen Firmo Gomes, Tomiki Inoue, Shingo Nakane, Yoshinari Kato, Hiroki Yamazaki, Akihiro Yamada and Hellmut Eckert

    Physical Chemistry Chemical Physics   26   27348 - 27362   2024年10月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1039/d4cp02431a

  • Structural Aspects of Ambient-Temperature Densification of Highly Crack-Resistant Borosilicate and Aluminoborosilicate Glasses: Two Case Studies Examined by Solid-State NMR 査読 国際共著

    Yara Hellen Firmo Gomes, Millena Logrado, Tomiki Inoue, Shingo Nakane, Yoshinari Kato, Hiroki Yamazaki, Akihiro Yamada and Hellmut Eckert

    The Journal of Physical Chemistry B   128 ( 14 )   3508 - 3520   2024年4月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1021/acs.jpcb.4c00560

  • Effect of grain size on amorphization mechanism and kinetics of bridgmanite in shocked meteorites

    2023年7月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1186/s40645-023-00572-0

  • Densification of Sodium Borosilicate Glasses at Ambient Temperature: Structural Investigations by Solid-State Nuclear Magnetic Resonance and Raman Scattering 査読 国際共著 国際誌

    Millena Logrado, Tomiki Inoue, Shingo Nakane, Yoshinari Kato, Hiroki Yamazaki, Akihiro Yamada, Hellmut Eckert

    The Journal of Physical Chemistry Letters   14   4471 - 4481   2023年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ACS Publications   参加形態：共同（副担当）  

    Alkali-borosilicate glasses with composition (80-x)SiO2-xB2O3-20Na2O (10 ≤ x ≤ 30) were subjected to a 25 GPa compression and decompression at room temperature, resulting in density increases between 1.4% and 1.9%. The structural changes associated with this process have been investigated and compared with uncompressed glasses having the same thermal history. Systematic trends are identified, using Raman scattering and multinuclear solid-state Nuclear Magnetic Resonance (ssNMR). Perhaps counterintuitively, pressurization tends to increase the concentration of three-coordinated boron species (B(III) units) at the expense of fourcoordinated boron (B(IV) units). 23Na NMR spectra show a systematic shift toward higher frequencies in the pressurized glasses, consistent with shorter average Na−O distances. The results are consistently explained in terms of a breakage of Si−O−B4 linkages resulting in the
    formation of nonbridging oxygen species. Pressure effects on the spectra are reversed by annealing the glasses at their respective glass transition temperatures.

    DOI： 10.1021/acs.jpclett.3c00540

  • Synthesis of transparent polycrystalline jadeite under high pressure and temperature 査読

    Mitsu K., Irifune T., Ohfuji H., Yamada A.

    Journal of Mineralogical and Petrological Sciences   116 ( 4 )   203 - 210   2021年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Mineralogical and Petrological Sciences  

    Attempts to synthesize transparent polycrystalline jadeite have been made by direct conversion from bulk glass at pressures 10–20 GPa and temperatures 900–1300 °C using Kawai–type multianvil apparatus. The grain size of jadeite tends to decrease with increasing pressure, but we failed to synthesize polycrystalline jadeite with grain sizes in nano–regime (<100 nm) and obtained the sample with the smallest average grain size of ~ 240 nm at 20 GPa and 1300 °C for 20 min. Polycrystalline jadeite of the minimum grain size exhibits high optical transparency with a transmittance of ~ 70% for a typical wavelength in the visible region. The highest Vickers hardness (Hv) of 14.2 GPa was observed for the polycrystalline jadeite sample with the minimum grain size of ~240 nm, which is about 7% higher than the hardness (Hv = 13.3 GPa) of the sample with the largest grain size of ~ 390 nm. Further increases in optical transparency and hardness of polycrystalline jadeite would be realized if we get nano–polycrystalline samples by optimizing pressure, temperature, heating duration, etc. of the ultrahigh–pressure synthesis experiment.

    DOI： 10.2465/JMPS.210319

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  • Transition in deformation mechanism of aluminosilicate glass at high pressure and room temperature 査読

    Osada K., Yamada A., Ohuchi T., Yoshida S., Matsuoka J.

    Journal of the American Ceramic Society   103 ( 12 )   6755 - 6763   2020年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of the American Ceramic Society  

    Deformation experiments for 20(MgO or Na O)-20Al O -60SiO glasses were performed in simple shear geometry at 1.5-5 GPa and room temperature. An abrupt change in the thinning rate and the turning of the birefringence azimuth at a shear strain of γ = 1-2 indicate a transition of deformation mechanism from uniaxial compression aided by densification to shear flow in the glasses. The high-dense magnesium aluminosilicate glass showed strain softening controlled by the rearrangement of the tetrahedral network. On the other hand, low-dense sodium aluminosilicate glass deformed by packing-induced flow associated with densification and via the rearrangement of the tetrahedral network at lower and higher strains, respectively. The transition of the deformation mechanism was triggered by the limitations of the densification of the tetrahedral network. The difference of deformation mechanism brought about higher strain in magnesium aluminosilicate glass than sodium aluminosilicate glass at the same stress condition. Easiness of remarkable deformation, which relaxed residual stress, and high deformability contributed to the high ductility of the MgO-aluminosilicate glass. 2 2 3 2

    DOI： 10.1111/jace.17429

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  • Pressure-induced variation of persistent luminescence characteristics in Y3Al5-xGaxO12:Ce3+–M3+ (M = Yb, and Cr) phosphors: opposite trend of trap depth for 4f and 3d metal ions 査読 国際誌

    Jumpei Ueda, Masaya Harada, Shun Miyano, Akihiro Yamada and Setsuhisa Tanabe

    Physical Chemistry Chemical Physics   22   19502 - 19511   2020年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Royal Society of Chemistry   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： 10.1039/d0cp03520c

  • Thermoelastic properties of K0.7Na0.3AlSi3O8 hollandite and NaAlSi2O6 jadeite: Implication for the fate of the subducted continental crust in the deep mantle 査読

    Gréaux S., Zhou Y., Kono Y., Yamada A., Higo Y., Irifune T.

    Minerals   10 ( 3 )   2020年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Minerals  

    © 2020 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. The thermoelastic properties of K0.7Na0.3AlSi3O8 hollandite and NaAlSi2O6 jadeite, synthesized from a (K, Na)-felspar (microcline), were investigated by a combination of in situ energy dispersive synchrotron X-ray radiation and multi-anvil techniques at high pressure (P) and temperature (T) up to 21 GPa and 1700 K. The second-order phase transformation was found to occur in hollandite at ~16 GPa from tetragonal I/4m (hollandite-I) to monoclinic I2/m (hollandite-II), which confirms the previous report that the incorporation of Na in the hollandite structure decreases the transformation pressure. Fitting the pressure–volume–temperature data to the Birch–Murnaghan equation of state yielded estimates of the thermoelastic parameters for jadeite as well as the K0.7Na0.3AlSi3O8 hollandite-I and-II phases, which indicate that the incorporation of Na is likely to decrease the bulk moduli of both hollandite phases. The obtained thermoelastic parameters were combined with those of other mantle minerals reported previously to estimate the density of continental materials along an average mantle geotherm. Based on our results, continental crust and sediment become, respectively, 11% and 15% denser than the pyrolitic mantle at pressure >10 GPa, suggesting that once pulled down to the critical depth of ~300 km, the continental portions of the slab can subduct further into the deep mantle, down to the lowermost part of the mantle transition region.

    DOI： 10.3390/min10030261

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  • In-situ Raman measurements of Silicate glasses dring Vickers Indentation 査読 国際誌

    S. Yoshida, T.H. Nguyen, A. Yamada, J. Matsuoka

    Materials Transactions   2019年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： doi.org/10.2320/matertrans.MD201901

  • Micro-Photoelastic Evaluation of Indentation-Induced Stress in Glass 査読 国際誌

    K. Asai, S. Yoshida, A. Yamada, J. Matsuoka, A. Errapart, Charles R. Kurkjian

    Materials Transactions   2019年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： doi.org/10.2320/matertrans.MD201903

  • Sound velocity of CaSiO3 perovskite suggests the presence of basaltic crust in the Earth’s lower mantle 査読 国際誌

    Steeve Gréaux, Tetsuo Irifune, Yuji Higo, Yoshinori Tange, Takeshi Arimoto, Zhaodong Liu, Akihiro Yamada

    Nature   565   218 - 221   2019年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Springer Nature   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： 10.1038/s41586-018-0816-5

  • Density variations of Cr-rich garnets in the upper mantle inferred from the elasticity of uvarovite garnet 査読 国際誌

    Steeve Greaux, Akihiro Yamada

    Comptes Rendus Geoscience   351   95 - 103   2018年12月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Elsevier  

    The thermoelastic parameters of Ca3Cr2Si3O12 uvarovite garnet were examined in situ at high pressure up to 13 GPa and high temperature up to 1100 K by synchrotron radiation energy-dispersive X-ray diffraction within a 6-6-type multi-anvil press apparatus.

    DOI： 10.1016/j.crte.2018.09.012

  • In-situ observation of the structural change in MgO-B2O3-SiO2 glass at high pressure and the permanent structural change 査読

    Yamada A., Harada M., Masuno A., Yamanaka K., Higo Y., Yoshida S., Ohta T., Matsuoka J.

    Journal of Non-Crystalline Solids   499   25 - 31   2018年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Journal of Non-Crystalline Solids  

    © 2018 Elsevier B.V. A 41.6MgO-27.1B2O3-31.2SiO2 glass was synthesized by container-less levitation method. B K-edge X-ray absorption near edge structure (XANES) spectroscopy was used to quantify the coordination of boron in the as-made glass, resulting in ~72% of boron in 3-fold coordination. Raman spectroscopy indicated that the glass structure includes depolymerized borate units, which are pyroborate (B2O54−) and ring and/or chain-type metaborate (B3O63−, (BO2O−)∞) groups. The structural changes in the glass under hydrostatic condition were investigated by high-pressure Raman spectroscopy within a diamond anvil cell at pressures up to 8.5 GPa. On the borate structure, metaborate groups decreased with pressure. In contrast, triborate groups, which include tetrahedrally coordinated boron and have a fully polymerized borate network, increased; suggesting that the coordination transformation of B and polymerization were induced via compression. However, the modification of the borate structure units seems to be reversible at least up to 8.5 GPa. As for the silicate network, Q0 and Q1 structures were responsible to compression. Specifically, Q0 could be replaced by Q1 with elevating pressure, which means that the silicate network becomes polymerized with pressure. Whereas, structure of glass samples recovered from the pressure higher than 5 GPa displayed depolymerized silicate network, as dissociation of Q2 to Q1. The observed structural changes in the silicate network implied a partial change of the coordination number of Si4+ ions, which can be enhanced by the presence of a modifier cation with high field strength such as Mg2+.

    DOI： 10.1016/j.jnoncrysol.2018.07.002

    Scopus

    その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=85049742005&origin=inward

  • Evaluation of Sinking-In and Cracking Behavior of Soda-Lime Glass under Varying Angle of Trigonal Pyramid Indenter

    Satoshi Yoshida, Ken Wada, Takahiro Fujimura, Akihiro Yamada, Mitsuo Kato, Jun Matsuoka, Naohiro Soga

    Frontiers in Materials   2016年12月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.3389/fmats.2016.00054

  • Direct observation of indentation deformation and cracking of silicate glasses

    Satoshi Yoshida, Mitsuo Kato, Akiko Yokota, Shohei Sasaki, Akihiro Yamada, Jun Matsuoka, Naohiro Soga, Charles R. Kurkjian

    Journal of Materials Research   2015年8月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p><jats:fig position="anchor"><jats:graphic xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" orientation="portrait" mime-subtype="gif" mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="S0884291415002149_figAb" /></jats:fig></jats:p>

    DOI： 10.1557/jmr.2015.214

  • Design and performance of high-pressure PLANET beamline at pulsed neutron source at J-PARC 査読

    T. Hattori, A. Sano-Furukawa, H. Arima, K. Komatsu, A. Yamada, Y. Inamura, T. Nakatani, Y. Seto, T. Nagai, W. Utsumi, T. Iitaka, H. Kagi, Y. Katayama, T. Inoue, T. Otomo, K. Suzuya, T. Kamiyama, M. Arai, T. Yagi

    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A   ( 780 )   55 - 67   2015年1月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： 10.1016/j.nima.2015.01.059

  • Six-axis multi-anvil press for high-pressure, high-temperature neutron diffraction experiments 査読

    • Sano-Furukawa, T. Hattori, H. Arima, A. Yamada, S. Tanabe, M. Kondo, A. Nakoamura, H. Kagi and T. Yagi

    Review of Scientific Instruments   85   113905 - 113905   2014年11月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：AIP Publishing   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： 10.1063/1.4901095

  • Equation of state and phase transition of antigorite under high pressure and high temperature

    Cuiping Yang, Toru Inoue, Akihiro Yamada, Takumi Kikegawa, Jun-ichi Ando

    Physics of the Earth and Planetary Interiors   2014年3月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1016/j.pepi.2013.07.008

  • P–V–T equation of state of Mn3Al2Si3O12 spessartine garnet 査読

    S. Gréaux and A. Yamada

    Physics and Chemistry of Minerals   41 ( 2 )   141 - 149   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Splinger   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： 10.1007/s00269-013-0632-2

  • Equation of state and phase transition of antigorite under high pressure and high temperature 査読

    C. Yang, T. Inoue, A. Yamada, T. Kikegawa, J. Ando

    Physics of Earth and Planetary Interiors   228   56 - 62   2013年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   参加形態：共同（副担当）  

  • Pressure-induced structural change of hydrous enstatite and forsterite melt 査読

    A. Yamada, T. Inoue, S. Urakawa, K. Funakoshi, N. Funamori, T. Kikegawa and T. Irifune

    Earth and Planetary Science Letters   308   115 - 123   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER   参加形態：共同（主担当）  

  • Combined ultrasonic elastic wave velocity and microtomography measurements at high pressures 査読

    Y. Kono, A. Yamada, Y. Wang, T. Yu, and T. Inoue

    Review of Scientific Instruments   82   023906   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Institute of Physics   参加形態：共同（副担当）  

  • High-pressure x-ray diffraction studies on the structure of liquid silicate using a Paris–Edinburgh type large volume press 査読

    A. Yamada, Y. Wang, T. Inoue, W. Yang, C. Park, T. Yu and G. Shen

    Review of Scientific Instruments   82   015103   2011年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Institute of Physics   参加形態：共同（主担当）  

  • Densification of MgSiO3 glass with pressure and temperature 査読

    A. Yamada, S. J. Gaudio, C. E. Lesher

    Journal of Physics: Conference Series   215   012085   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP publishing   参加形態：共同（主担当）  

  • The effect of water on the high-pressure phase boundaries in the system Mg2SiO4-Fe2SiO4 査読

    T. Inoue, T. Ueda, Y. Tanimoto, A. Yamada and T. Irifune

    Journal of Physics: Conference Series   215   012101   2010年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：IOP publishing   参加形態：共同（副担当）  

  • Time-resolved X-ray diffraction analysis of the experimental dehydration of serpentine at high pressure 査読

    Inoue, T., I. Yoshimi, A. Yamada and T. Kikegawa

    Journal of Mineralogical and Petrogical Sciences   104   105 - 109   2009年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Mineralogical Society Journal of Mineralogical and Petrological Sciences   参加形態：共同（副担当）  

  • Polyamorphism in Tin Tetraiodide 査読

    Fuchizaki, K., T. Hase, A. Yamada, Y. Katayama and K. Funakoshi

    Journal of Chemical Physics   130   121101   2009年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Institute of Physics   参加形態：共同（副担当）  

  • Exploratory study of the new B-doped diamond heater at high pressure and temperature and its application to in situ XRD experiments on hydrous Mg-silicate melt 査読

    A. Yamada, T. Irifune, H. Sumiya, Y. Higo, T. Inoue, and K. Funakoshi

    High Pressure Research   28   255 - 264   2008年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Taylor & Francis   参加形態：共同（主担当）  

  • Elastic wave velocities and Raman shift of MORB glass at high pressure 査読

    Kono, Y., H. Ohfuji, Y. Higo, A. Yamada, T. Inoue, T. Irifune and K. Funakoshi

    Journal of Mineralogical and Petrogical Sciences   103   2008年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Japan Mineralogical Society Journal of Mineralogical and Petrological Sciences   参加形態：共同（副担当）  

    DOI： 10.2465/jmps.071022c.

  • In situ strength measurements on natural upper mantle 査読

    Yamamoto, J., J. Ando, H. Kagi, T. Inoue, A. Yamada, D. Yamazaki and T. Irifune

    Physics and Chemistry of Minerals   35   249 - 257   2008年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Splinger   参加形態：共同（副担当）  

  • In-situ X-ray experiment on the structure of hydrous Mg-silicate melt under high pressure and high temperature 査読

    A. Yamada, T. Inoue, S. Urakawa, K. Funakoshi, N. Funamori, T. Kikegawa, H. Ohfuji and T. Irifune

    Geophysical Research Letters   34   L10303   2007年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Geophysical Union   参加形態：共同（主担当）  

    DOI： 10.1029/2006GL028823

  • The Phase boundary between CaSiO3 perovskite and Ca2SiO4 + CaSi2O5 determined by in situ X-ray observations 査読

    Sueda, Y., T. Irifune, A. Yamada, T. Inoue, X. Liu and K. Funakoshi

    Geophysical Research Letters   33   L10307   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   参加形態：共同（主担当）  

  • In situ high-pressure and high-temperature studies on the stability and equation of state of superhydrous phase B 招待 査読

    Inoue, T., T. Ueda, Y. Higo, A. Yamada, T. Irifune and K. Funakoshi

    Earth's deep water cycle, Geophysical monograph series 168   147 - 157   2006年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：American Geophysical Union   参加形態：共同（主担当）  

  • Melting of enstatite from 13 to 18 GPa under hydrous condition 査読

    A. Yamada, T. Inoue and T. Irifune

    Physics of Earth and Planetary Interiors   147   45 - 56   2004年

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：ELSEVIER   参加形態：共同（主担当）  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • ガラスおよびガラスセラミックスの高機能化に向けた高温高圧発生技術の開発

    研究課題/領域番号：23K04893  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    山田 明寛

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    配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）

    ガラスの高温高圧処理はその高密度化に伴い高硬度化・高屈折率化・低分散化など、さまざまな物性の向上をもたらす。また、負荷する応力を制御することで等方性材料だけではなく、異方性をもつ材料も合成することができる。ガラス構造は負荷する応力によって徐々に変化するため、負荷応力の拡大はより優れた物性を有するガラス材料の合成に繋がる。
    本年度は既設の準一軸型加圧であるパリーエジンバラ型加圧方式を用いて、高温高圧処理による異方性ホウケイ酸塩ガラスの合成に取り組んだ。得られたガラスについて、放射光X線を用いて、その異方構造を明らかにした。さらに、高温高圧X線回折実験により高温高圧下でのガラスの高密度化に伴う構造変化をその場観察した。これらの実験と並行して、新たに導入するDIA型加圧モジュールの設計についてより詳細な点まで検討を行い、次年度の導入に向けて最終調整を行なった。

  • 核－マントル物質の構造と物性

    研究課題/領域番号：15H05828  2015年6月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    鈴木 昭夫, 井上 徹, 山田 明寛, 肥後 祐司, 栗林 貴弘, 舟越 賢一, 寺崎 英紀, 鍵 裕之, 村上 元彦

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    配分額：186550000円 （ 直接経費：143500000円 、 間接経費：43050000円 ）

    本計画研究では、①地球深部で発生するマグマ、②マントルの鉱物、③地球深部に軽元素（揮発性元素）を運ぶ物質、④外核の金属メルトについて構造と物性に関する実験的研究に取り組んだ。まずマグマに関しては、下部マントルで発生するマグマの化学組成や密度を決定して地球内部の分化モデルを提唱した。また、マントル鉱物の物性については、下部マントルの鉱物の弾性波速度を測定して地震波速度構造との比較を行った。加えてマグマや金属メルトの弾性波速度を測定して地震波低速度域や惑星コアの化学組成を制約した。さらに高圧含水相の構造と物性について研究し、また高圧鉱物中への窒素溶解度を調べて地球深部での軽元素循環を明らかにした。

  • 圧力下における含水マグマの構造と水の状態

    研究課題/領域番号：25400517  2013年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    山田 明寛

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    配分額：4940000円 （ 直接経費：3800000円 、 間接経費：1140000円 ）

    本研究課題では、世界トップクラスの強度を誇るパルス中性子源J-PARCでの高圧中性子回折によって世界初となる含水マグマの構造を高圧その場で解明するべく、その技術開発とファーストデータの取得を目的とした実験的研究を行った。また、中性子回折データと併せて更に詳細な構造情報を得ることができる、X線回折実験をSPring-8の高エネルギーX線を用いて行い、無水、含水NaAlSi3O8ガラスの構造データの取得も行った。

  • 含水珪酸塩融体の高圧中性子回折による構造決定とその技術開発

    研究課題/領域番号：23740395  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    山田 明寛

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    配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）

    本研究課題では、茨城県東海村の大強度陽子加速器研究施設 J-PARCにおける BL11(PLANET)に設置された大容量の 6 軸型高圧発生装置を用いて含水珪酸塩融体の高圧中性子回折を行うための技術開発に取り組んだ。その技術を用いて、いくつかの含水珪酸塩ガラスの中性子回折を圧力下で行った。

  • 高圧下におけるマグマの物性と構造、及びその水の影響

    研究課題/領域番号：20103003  2008年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  新学術領域研究(研究領域提案型)

    井上 徹, 浦川 啓, 大高 理, 鈴木 昭夫, 三部 賢治, 川本 竜彦, 有馬 寛, 川本 竜彦, 舟越 賢一, 船守 展正, 寺崎 英紀, 中村 美千彦, 山田 明寛

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    配分額：97890000円 （ 直接経費：75300000円 、 間接経費：22590000円 ）

    J-PARC における高温高圧中性子ビームラインの建設に伴い、高温高圧中性子実験用のセル開発、及び中性子カメラの導入に対する各種検討を行った。同時に高温高圧下での放射光X 線その場観察実験や急冷回収実験により、地球内部における水の影響や生成されるマグマの構造、物性に関する実験的研究を遂行した。本プロジェクト研究により高温高圧中性子実験が可能となり、またマグマの構造、密度、粘性等の新たな知見が得られた。

  • 地球内部での水及び二酸化炭素の挙動とその分布

    研究課題/領域番号：20244086  2008年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    井上 徹, 西山 宣正, 大藤 弘明, 松影 香子, 河野 義生, 山田 明寛, 安東 淳一, 肥後 祐司

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    配分額：44330000円 （ 直接経費：34100000円 、 間接経費：10230000円 ）

    地球内部での水の分配や相転移境界における水の影響を明らかにし、その結果と不連続面における地震学的データを組み合わせて地球内部における含水量の推定を行った。また、スラブを構成する鉱物の脱水分解反応や状態方程式の研究、さらには鉱物組み合わせにおける水の影響の研究を遂行した。加えて、マントル鉱物中の含水量の組成依存性を考慮した研究を遂行した。含水マグマに関しては、そのマグマの含水量を温度圧力の関数として決定することを試みた。

  • 放射光X線回折と中性子回折を用いた高圧下における含水珪酸塩融体の構造の解明

    研究課題/領域番号：04J02835  2005年4月 - 2007年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    山田 明寛

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    配分額：2800000円 （ 直接経費：2800000円 ）

    MgO-SiO_2系において、含水マントルの浅部において生成されるマグマの組成はSiO_2成分に富むことが久城らによって明らかにされた。しかし、この現象は、上部マントル最下部に至る条件(約10GPaに相当)までで、更に高圧では生成されるマグマの組成はまったく逆のMgO成分に富むことが明らかになった。本研究では、上述のような高圧含水マグマの熔融様式の変化に伴う構造の変化を、原子レベルの微視的観点から実験的に明らかにすることを目的としている。
    高温高圧実験は、KEKのAR-NE5Cビームライン設置のMAX80、及び大型放射光施設SPring-8のBLO4B1ビームライン設置のSPEED1500の2つのマルチアンビル型高圧発生装置を使用して行った。高圧状態の含水マグマのX線回折測定は、白色の放射光X線を用いてエネルギー分散法により行った。
    今年度は、14.9GPaまでの圧力領域でMg含有量を変えた含水珪酸塩メルトのデータ収集を行った。珪酸塩メルトのX線回折強度曲線の第一ピーク(First Sharp Diffraction Peak : FSDP)は、SiO_4四面体からなるネットワーク構造を反映したピークと考えられており、それらのピークシフトは無水のMgSiO_3メルト(Funamori et al.,2004)とのものと大きく異なり、全ての組成において2-3GPa付近で特徴的な屈曲をもつことがわかった。この屈曲とはつまり、低圧領域における急激な短距離化、高圧領域における長距離化のことを意味している。この含水珪酸塩マグマのネットワーク構造の圧力変化の解釈として、2GPa以下の圧力領域では水の効果(siOHの形成)によってネットワーク構造が分断されFSDPの位置は短距離側へ大きく位置していたと考えられる。一方2-3GPa付近から生じる長距離側へのシフトは水がMg(OH)の形でメルトに溶け込むようになるために珪酸塩のネットワーク構造が卓越し始めたと考えることができる。このような水の特性変化は、これまで高圧実験によって調べられてきた含水高圧条件で生成されるMgO成分に富むマグマ生成機構と密接な関係を持っている可能性が高い。

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講演・口頭発表等

  • Change in elasticity of alumino-borosilicate at high-pressure

    Akihiro Yamada, Kaori Mitsunaga, Takaharu Nishikawa, Yuji Higo, Satoshi Yoshida, Jun Matsuoka

    The 17th International Conference on the Physics of Non-Crystalline Solids  2025年8月 

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    開催年月日： 2025年8月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • Structural Aspects of Ambient-Temperature Densification of Highly Crack-Resistant Borosilicate and Aluminoborosilicate Glasses: Two Case Studies Examined by Solid-State NMR 国際共著 国際会議

    Yoshinari Kato, Yara Hellen Firmo Gomes, Millena Logrado, Tomiki Inoue1, Shingo Nakane, Hiroki Yamazaki, Akihiro Yamada, and Hellmut Eckert

    27th International Congress on Glass 2025  2025年1月  NTERNATIONAL COMMISSION ON GLASS

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    開催年月日： 2025年1月

    記述言語：英語  

    開催地：Kolkata   国名：インド  

  • 高圧下における ナトリウムアルミノケイ酸塩ガラスの 密度変化とその機構

    山田明寛，的場雄貴, 宮崎慧一郎，松元路仁，西脇瑞紀，松岡 純

    第65回高圧討論会   2024年11月  日本高圧力学会

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：盛岡   国名：日本国  

  • 封圧下におけるカルシウムアルミノケイ酸塩ガラスのせん断変形

    山田明寛，横関輝也，大内智博，尾原幸治，肥後祐司，辻野典秀，西脇瑞紀，松岡 純

    第65回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2024年11月  日本セラミックス協会ガラス部会

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：福岡   国名：日本国  

  • ナトリウムホウ酸塩ガラスのガラス転移温度付近における熱伝導

    井下和輝, 山田明寛, 西脇瑞紀, 松岡純

    第65回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • 差応力下での熱緩和による異方性ホウケイ酸塩ガラスの形成機構

    谷口真梧, 山田明寛, 大内智博, 尾原幸治, 柴田大輔, 西脇瑞紀, 松岡 純

    第65回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • V2Ox-B2O3ガラス融液の電気伝導

    加藤 晴香, 林 優樹, 山田 明寛, 山本 茂, 西脇 瑞紀, 松岡 純

    第65回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • Na2O-K2O-Al2O3-SiO2系ガラスの静水圧応力に対する弾性回復

    薮崎航太, 山田明寛, 西脇瑞紀, 松岡 純

    第65回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2024年11月 

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    開催年月日： 2024年11月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • Shear deformation of aluminosilicate glass under pressurized condition 招待 国際会議

    Akihiro Yamada

    8th Flow and Fracture of Advanced Glass  2024年10月  AGC Inc.

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    開催年月日： 2024年10月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

    開催地：Tokyo   国名：日本国  

  • 高温高圧下で見るガラス

    山田明寛

    日本セラミックス協会 第55回ガラス部会夏季若手セミナー  2024年9月 

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    開催年月日： 2024年9月

    記述言語：日本語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

  • Anisotropy and the structural modification in sodium borosilicate glass by high-pressure and high-temperature deformation

    Shingo Taniguchi, Akihiro Yamada, Tomohiro Ohuchi, Daisuke Shibata, Jun Matsuoka

    International Commission on Glass Annual Meeting 2024  2024年8月 

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    開催年月日： 2024年8月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

  • Raman spectroscopy investigation of plastically-deformed alkaline-earth aluminoborosilicate glasses 国際共著 国際会議

    G.A. Rosales-Sosa, Y. Kato, S. Nakane, M. Bourguignon, E. Barthel, A. Yamada, H. Yamazaki

    2024 Glass & Optical Materials Division Annual Meeting  2024年5月  The American Ceramic Society

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    開催年月日： 2024年5月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

    開催地：Las Vegas   国名：アメリカ合衆国  

  • シリカガラスのせん断変形

    山田 明寛, 桂川 晴名, 大内 智博, 肥後 祐司, 松岡 純

    第64回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2023年11月 

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    開催年月日： 2023年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • In-situ observation of the structure and physical properties in aluminosilicate glass 招待

    Akihiro Yamada

    International Commission on Glass Annual Meeting 2023  2023年11月 

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    開催年月日： 2023年11月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • 超高圧下での熱処理によるホウケイ酸塩ガラスの構造変化

    山田明寛, 朝見遼太, 入澤明典, 柴田大輔, 松岡 純

    第64回高圧討論会  2023年11月 

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    開催年月日： 2023年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • ホウケイ酸塩ガラスの異方性の発現と網目構造の変化

    谷口 真梧, 山田 明寛, 柴田 大輔, 松岡純

    日本セラミックス協会第36回秋季シンポジウム  2023年9月 

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    開催年月日： 2023年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • In-situ observation of shear deformation of oxide glasses at high pressure 招待

    Akihiro Yamada, Goki Kato, Haruna Katsuragawa, Jun Matsuoka, Tomohiro Ohuchi, Yuji Higo

    9th International Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems  2023年8月 

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    開催年月日： 2023年8月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  • 室温高圧下における アルミノケイ酸塩ガラスの変形機構

    山田明寛, 長田康生, 吉田 智, 松岡 純

    第63回高圧討論会  2022年12月 

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    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • ソーダ石灰ガラスの静水圧下における弾性と構造変化

    山田明寛, 宮崎慧一郎, 肥後祐司, 松岡 純

    第63回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2022年12月 

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    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • ホウケイ酸塩ガラスのせん断変形のその場観察

    加藤 豪起, 山田 明寛, 大内 智博, 松岡 純

    第63回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2022年12月 

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    開催年月日： 2022年12月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • 無容器法によって合成された Mg ホウケイ酸塩ガラスの 機械特性と構造

    山田明寛, 夏原佳奈, 湯地真大, 増野敦信, 山岸弘奈, 肥後祐司, 吉田 智, 松岡 純

    第62回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2021年11月 

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    開催年月日： 2021年11月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • 静水圧下におけるアルミノホウケイ酸塩ガラスの弾性変化

    山田明寛, 光永佳織, 西川貴晴, 肥後祐司, 吉田 智, 松岡 純

    第62回高圧討論会  2021年10月 

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    開催年月日： 2021年10月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • CaSiO3ガラスの高密度化に伴う構造−物性変化

    山田 明寛, 信氏 周知, 松岡 純, Steeve Gréaux, 肥後祐司

    日本セラミックス協会第34回秋季シンポジウム  2021年9月 

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    開催年月日： 2021年9月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • ナトリウムホウケイ酸塩ガラスの封圧下におけるせん断変形

    加藤豪起, 山田明寛, 松岡純, 大内智博

    日本セラミックス協会第34回秋季シンポジウム  2021年9月 

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    開催年月日： 2021年9月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • ガラス中のホウ素配位数と物性への影響 招待

    山田明寛

    2019, 2020年度立命館大学SRセンター研究成果報告会  2021年6月 

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    開催年月日： 2021年6月

    記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

  • 高温高圧下におけるjadeite ガラスの弾性波速度変化とナノ多結晶化過程

    満圭祐, 河野義生, Steeve GREAUX, 桑原秀治, 入舩徹男, 肥後祐司, 山田明寛

    第61回高圧討論会  2020年12月 

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    開催年月日： 2020年12月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • 異方性を有するホウケイ酸塩ガラスの合成とその構造

    橋本凌冶, 山田明寛, 山岸弘奈, 吉田智, 松岡純

    日本セラミックス協会2020年年会  2020年3月 

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    開催年月日： 2020年3月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • 室温下でのアルミノケイ酸塩ガラスの流動挙動

    長田康生, 山田明寛, 大内智博, 吉村真史, 吉田 智, 松岡 純

    第60回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2019年12月 

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    開催年月日： 2019年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • 高温高圧処理による異方性ホウケイ酸塩ガラスの合成

    山田明寛, 梶山南帆, 橋本凌冶, 長田康生, 山岸弘奈, 肥後祐司, 吉田 智, 松岡 純

    第60回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2019年12月 

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    開催年月日： 2019年12月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • アルミノホウケイ酸塩ガラスの高圧下での音速測定

    西川貴晴, 山田明寛, 光永佳織, 肥後祐司, 吉田 智, 松岡 純

    第60回ガラスおよびフォトニクス材料討論会  2019年12月 

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    開催年月日： 2019年12月

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

  • ホウ珪酸塩ガラスの高温圧縮による種々の物性への影響

    山田明寛, 高味拓永, 大内智博, 肥後祐司, 山中恵介, 吉田 智, 松岡 純

    第60回高圧討論会  2019年10月 

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    開催年月日： 2019年10月

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

  • Shear-induced deformation and the structural change in aluminosilicate glasses at room-temperature condition

    Osada, Kosei, Yamada, Akihiro, Yoshimura, Masashi, Yoshida, Satoshi, Matsuoka, Jun

    25th International Congress on Glass (ICG2019)  2019年6月 

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    開催年月日： 2019年6月

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

  • ホウケイ酸塩ガラスの高温圧縮による種々 の物性への影響

    山田明寛

    （一社）ニューガラスフォーラム 2019年度第2回ニューガラスセミナー  2019年11月 

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    記述言語：日本語   会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等  

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担当経験のある科目（授業）

  • セラミックス材料

    機関名：滋賀県立大学

  • 材料計算化学および同演習

    機関名：滋賀県立大学

  • 材料強度物性

    機関名：滋賀県立大学

  • 材料科学実験Ⅱ

    機関名：滋賀県立大学

  • 材料科学実験Ⅰ

    機関名：滋賀県立大学

  • 非晶質無機材料

    機関名：滋賀県立大学

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