| 研究概要 |
高圧力を用いる研究および製造には多くの場合ブリッジマンに始まる機械的加圧方式の高圧装置が用いられる。この方式の装置は,外側から力を加えて試料を圧縮する外力方式であるのて,摺動部を含み,高圧力の発生とともに摩擦と圧力漏れを伴う。これらの問題に対してガスケットと呼ばれる材料が用いられるが,これにより摩擦力と圧力漏れの問題が完全に解決されたわけではない。本研究は,上述の従来の機械的加圧法式の高圧装置における問題点を解決するとともに簡単に高圧を得る一方法として筆者が提案した熱膨張の拘束を利用した内力方式の高圧装置を発展させること,とくに圧力室の拡大と圧力発生能力の向上を目指している。
本研究で考案した高圧装置では,加熱方法として圧力室に小型電気炉を挿入する方法を採用し,圧力容器は半割り構造とした。これらにより試料の挿入,試料構成,および測定を容易にした。圧力室における温度分布と発生圧力,および圧力容器の主応力分布の計算方法を確立し,これによる計算結果に基づき装置の設計・試作を行った。上述の計算により,1. 均一な温度分布が得られる電気炉の設計ができること,2. 加熱用ヒ-タとして大きな弾性係数を持つSiCが適していること,3. 熱膨張体としてNaClおよびLiFを用いた場合1000℃でそれぞれ2.4および4.2GPaの高圧が発生することがわかった。さらに試作した高圧装置を用いて実験を行い,次のような結果を得た。1. 電極およびリ-ド線としてWが適していること,2. Pbの融点の圧力依存性を利用した測定により400℃で1GPaの高圧が発生することがわかった。
今後は,まずダイヤモンド合成が可能な温度領域での圧力測定を確立し,本装置によるダイヤモンド合成の可能性を検討する予定である。
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