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Walker型大腔體多頂砧裝置


品牌：Rockland

產(chǎn)地：美國

產(chǎn)品介紹

Rockland多頂砧裝置可提供的壓力高達(dá)250 kbar，溫度高達(dá)3000 ℃。如圖A所示，樣品被放入一個(gè)八面體內(nèi)，外部壓力傳遞物質(zhì)則由氧化鋁、葉臘石或其它陶瓷材料組成。八面體的八個(gè)面分別由八個(gè)碳化鎢（WC）立方壓砧切角而成（圖A的橙色區(qū)域）。立方體依次被嵌入由工具鋼制作而成的半球形底座或圓柱形底座內(nèi)，然后被切割成分段以匹配更大的支撐模塊。到目前為止，這些裝置非常笨重，需要花費(fèi)極大的壓力和操作使得它達(dá)到相應(yīng)壓力。

哥倫比亞大學(xué)的David Walker教授解決了如何使得大塊物體的壓力維持在50-250 kbar的主要技術(shù)障礙，他提出了將多頂砧簡化的設(shè)計(jì)和技術(shù)。正如橫截面示意圖下端所示，一個(gè)圓柱形的楔子被用來固定WC壓砧。楔子并沒有固定，可以在支撐環(huán)內(nèi)浮動(dòng)。大型支撐塊沒有被使用，加壓過程中的彈性應(yīng)變通過支撐環(huán)加以消除。


移開上壓力盤后，可以看到安裝在WC立方體上的三個(gè)圓柱形楔子。安裝在外部的旋鈕很容易操作壓力模塊。旋鈕之間的端口為應(yīng)變儀提供了檢測空間。


圖表反映了壓力標(biāo)定比為14/8（油缸壓力VS相變材料壓力）。Walker型多頂砧可提供的壓力最高達(dá)25 GPa。六個(gè)壓砧楔子對八個(gè)立方體施壓，然后通過壓力傳遞物質(zhì)將壓力傳遞給一個(gè)正八面體。利用鑄瓷和半燒結(jié)陶瓷作為傳壓介質(zhì)，對各種樣品組裝并進(jìn)行壓力標(biāo)定。此裝置現(xiàn)在用于加州理工學(xué)院Paul Asimow教授的實(shí)驗(yàn)室。


標(biāo)定比14/8的配置如下：

（1）半燒結(jié)MgO+5 wt%Cr2O3構(gòu)成的邊長為14 mm的正八面體傳壓介質(zhì)；

（2）階梯式LaCrO3加熱元件；

（3）葉臘石墊片，橫截面為2.8 x 4.5 mm。

8個(gè)Walker多面頂立方體 (圖中有5個(gè))壓制正八面體樣品。墊片由葉臘石制成。

正八面體的截面圖顯示：

   MgO傳壓介質(zhì) (紅色)、ZrO2絕緣層 (黃色)、階梯式LaCrO3加熱器 (黑色)

   Mo環(huán)(灰色)、   MgO絕緣部分(白色)、樣品 (灰綠色)、熱電偶絲