在高压和高温下使用X射线吸收方法与激光加热的钻石细胞相结合的密度测量的发展
Hidenori Terasaki1, Hiroyuki Kamina1, Saori I Kawaguchi2
1Department of Earth Sciences, Okayama University, Tsushimanaka 3-1-1, Kita-ku, Okayama 7008530, Japan.
The Review of scientific instruments
|March 25, 2025
概括
研究人员开发了一种新技术,将X射线吸收和激光加热的钻石天细胞结合起来,以测量极端温度和压力下的液体材料密度,扩大以前的限制.
科学领域:
- 地质物理学和行星科学
- 材料科学是一种材料科学.
- 高压物理学的高压物理
背景情况:
- 在极端条件下对材料的精确密度测量对于了解地球和行星内部至关重要.
- 对于非晶体材料密度,X射线吸收是有效的,但历史上仅限于720K.
- 钻石细胞 (DAC) 用于高压研究.
研究的目的:
- 使用X射线吸收方法扩大密度测量的温度范围.
- 开发一种新的技术,将X射线吸收与激光加热DAC相结合.
主要方法:
- 使用激光加热的钻石芯 (DAC) 与X射线吸收方法相结合.
- 测量了高达26 GPa和1800 K的固体的密度.
- 在高压和高温下确定液态的密度.
主要成果:
- 固体Ni的密度以高精度 (0.01%-2.2%) 和精度 (0.8%-1.8%) 测量.
- 液体Ni的密度被确定为8.70±0.15到8.98±0.38g/cm3在16-23GPa和2230-2480K之间.
- 成功地将X射线吸收方法的温度极限扩展到2480K.
结论:
- 激光加热DAC的集成显著提高了X射线吸收方法在高温密度测量的能力.
- 这一进步为建模行星形成和进化提供了关键数据.
- 开发的技术为在极端的陆地条件下探索材料特性提供了一条新的途径.
