2018 Fiscal Year Annual Research Report
Measurement of Gruneisen parameters of gold, platinum, silver, copper and the proportion of new presure scale
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17K18809
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
真下 茂 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 特任教授 (90128314)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川合 伸明 熊本大学, パルスパワー科学研究所, 准教授 (60431988)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 圧力スケール / グリューナイゼン定数 / 衝撃圧縮 / 金スケール / 白金スケール / ルビースケール / ユゴニオ / 強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
衝撃圧縮が絶対圧力であることから、凝縮物質の状態方程式は衝撃圧縮（ユゴニオ)データを用いて議論されるか、あるいは、静的圧縮実験によってユゴニオデータから得られた状態方程式から導出された金や白金などの圧力スケールを用いて物質の圧力－密度を決定し、議論されている。ユゴニオデータから状態方程式を議論したり、圧力スケールを決定するためにはグリューナイゼン定数が必須であるが、高圧下のグリューナイゼン定数の測定には誰も成功していない。本研究は、常温出発に加えて高温出発のユゴニオを測定することによって、金、白金、銀、銅、タングステンなど圧力スケール物質のグリューナイゼン定数を直接決定することを第一の目的とする。そのためには常温出発のユゴニオがベースとなるが、金、白金、銀、銅、タングステンの物質のユゴニオをこれまでに確立した一段式火薬銃と二段式系ガス銃に組み合わせた高速流しカメラシステムを用いて200GPa以上まで測定した。さらに、ユゴニオから静水圧縮曲線を導出するためにレーザー速度干渉計(VISAR)によって金、白金、銀の粒子速度履歴の計測し、衝撃圧縮下の強度を評価した。次に、本題の高圧下のグリューナイゼン定数を決定するために、高周波加熱装置を一段式火薬銃に組み合わせた高温出発のユゴニオを測定するシステムを確立した。それを用いて金、白金、銀、銅、タングステンの400℃から800℃までの高温出発のユゴニオの計測し、100GPaまでの超高圧力下のグリューナイゼン定数を導出した。これらのデータを用いて常温の等温静水圧縮曲線、さらに、高温の等温静水圧縮曲線を導出し、静的圧縮実験の金スケール、白金スケール、ルビースケールを完成させる。本研究により圧力スケール物質の状態方程式の精度が格段に上がり、地球内部の境界問題など地球内部研究の新たな展開に繋がるはずである。
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