多重アンビル型変形実験装置の開発と上部マントルのレオロジー

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13554013
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 桂 智男 岡山大学, 固体地球研究所センター, 助教授 (40260666)
• 研究分担者: 西川 治 岡山大学, 固体地球研究所センター, COE研究員 ; 米田 明 岡山大学, 固体地球研究所センター, 助教授 (10262841) ; 伊藤 英司 岡山大学, 固体地球研究所センター, 教授 (00033259)
• キーワード: マシニングセンター / 焼結ダイヤ / セラミック / 圧媒体 / NC言語

研究概要

本年度は、設備備品として「立型マシニングセンター」を導入した。本装置は、一言で言うと、数値コントロールできるフライス盤であり、材料に対して2.5次元の加工をすることが出来る。ただし、このような装置は通常、金属に対する加工を想定して設計されているが、我々は固いセラミックの加工を目的としているので、そのままでは精度良い加工が出来ない。そこで我々は、通常の装置に対して次のような改良を施した。
1)穴あけ工具としては超硬ドリルを、ミーリング工具としては焼結ダイヤモンドのエンドミルを採用する。
2)通常市販されている焼結ダイヤモンドエンドミルはアルミの加工用に設計されているが、セラミックの加工に適する形状に改良した。
3)焼結ダイヤモンドは電気を通しにくいので、工具長測定にレーザーによる測定器を採用した。
4)セラミックを加工すると微粉末の切りくずが出て、それが装置を磨耗させるので、可動部に粉塵が入らないように2重シールにした。
5)セラミックのように硬い材料には工具を高速に回転させる必要があるので、最高回転速度を8000rpmから15000rpmにした。
以上の改良を施した後、装置に装備されている対話型プログラミングにより、円筒形状のパーツの作成を可能にした。また、現在、NC言語プログラムにより多面体圧媒体の作成を試みている。
現在の問題は、装置を自動運転させていると、装置が徐々に熱膨張し、数10μmのレベルで製作物に誤差が生じることである。この問題を解決する方法を現在検討中である。

研究成果

• [文献書誌] Tomioka, N.: "Microstructures and structural phase transition in (Mg, Fe) SiO3 majorite"Eur.J.Mineral.. 14. 7-14 (2002)
• [文献書誌] Furuichi, H.: "Amorphous copper formation and related phenomena at ultrahigh pressure"J.Non-Crystal.Solid. 279. 215-218 (2001)
• [文献書誌] Ono, S.: "Mineralogy of subducted basaltic crust (MORB) from 25 to 37 GPa, and chemical heterogeneity of the lower mantle"Earth Planet.Sci.Lett.. 190. 57-63 (2001)
• [文献書誌] Katsura, T.: "Temperature derivatives of elastic moduli of modified spinel"Phys.Earth Planet.Int.. 124. 163-166 (2001)
• [文献書誌] Sato, K.: "Sulfer : a new solvent-catalyst for diamond synthesis under high pressure and high temperature conditions"J.Crystal Growth. 223. 189-194 (2001)
• [文献書誌] Ono, S.: "In situ observation of ilmenite-perovskite phase transition in MgSiO3 using synchrotron radiation"Geophys.Res., Lett.. 28. 835-838 (2001)