超高圧装置群

超高圧実験装置

1000トン駆動の分割柱型(ORANGE-1000), 2000トン駆動の分割球型(ORANGE-2000),3000トン駆動のDIA型(ORANGE-3000)の3機を備える(右写真はORANGE-3000)。実験用途や必要圧力・温度条件による使い分けが可能で,高温高圧下での相平衡実験・物質合成・溶融実験・超音波測定などに用いる。
世界最大級の6000トン駆動のマルチアンビル装置(BOTCHANと呼称)。大容量の試料部(1cm3以上)への荷重が可能で,ナノ多結晶ダイヤモンドや新規材料の探索・合成を主に,他の高温高圧実験で用いる大容量の焼結体・単結晶の試料合成に用いる。
それぞれ1500トン駆動でMADONNA-I, IIと呼称。MADONNA-IはD-DIA(変形DIA)型で,通常のDIA型加圧機構に加え独立制御の上下二方向Dラムにより,試料空間内での三軸変形実験を高圧力下で行うことが可能。岩石・鉱物の変形特性を測定し,マントルダイナミクスの解明に用いる。MADONNA-IIは焼結ダイヤモンドアンビルによる100万気圧級の超高圧発生に用いる。
DACにより加圧された試料部にレーザー光を照射して効率的に加熱するレーザー加熱システム。試料に応じて、ファイバーレーザー(英SPI LASER社製SP100-C、波長:1090 nm、最高出力:100 W)と、CO2レーザー(Synrad社製、波長:10.6μm、最高出力:2台合計200 W)の2種類が選択可能。いずれも、試料部の温度勾配を抑制するためにDAC 両面からの照射ができる。特にCO2レーザーは、5000 度を超える温度を生成でき、高圧下の試料の融解実験に用いられる。ルビー蛍光法による圧力測定装置も兼備。
先端を平らにカットした2個のダイヤモンドで試料を圧し込む事により数百万気圧の高圧を発生させる装置。マルチアンビル装置よりも試料容積は小さいが,地球中心を超える高圧力が発生可能。Mao-Bell型,クランプ式,対称式など多数の装置を保有。

その他
・DAC用低温試料充填装置

関連装置

マルチアンビル装置に組み込み,超音波振動を試料に与えて高圧下における試料の弾性波速度を測定する。微小試料の精確な弾性波測定のための,高周波発生器・電気信号-超音波変換器・オシロスコープからなる。
地球深部ダイナミクス研究センター

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