ヒメダイヤを用いたドリッカマー型装置の開発とポストペロブスカイト相境界の精密決定

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21740382
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 西山 宣正 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 准教授 (10452682)
• キーワード: 下部マントル / ポストペロブスカイト

研究概要

平成22年度は、大型ヒメダイヤをドリッカマー型装置に組み込んで実験を行うための基礎的な技術開発を行った。本研究の目的は、ヒメダイヤを用いたドリッカマー型装置を開発し、下部マントル最下部条件下(圧力130GPa、温度2000K)を岩石・鉱物学的研究の対象とすることである。そのために、その温度圧力条件を発生させることが研究の基礎となる。本年度は、実験に大型ヒメダイヤを組み込む実験を可能にした。平成21年度に開発した焼結ダイヤモンドアンビルを用いたドリッカマー型装置の実験技術を踏襲しつつ、圧力媒体物質、ガスケット物質を、ヒメダイヤをアンビルに用いた場合に最適化した。ヒメダイヤを用いたドリッカマー型装置の開発のための実験は、第3世代放射光施設SPring-8で行った。試料には、圧力標準物質である金を用いた。高圧下におけるX線回折実験を行い、金の格子体積の縮みから発生圧力を圧力-格子体積関係(P-V状態方程式)を用いて算出した。その結果、焼結ダイヤモンドアンビルを用いた場合よりも低い荷重で、圧力55GPaまで発生できることを確認した。ヒメダイヤアンビルは、現在でも高価で貴重なのでアンビルが破損しない圧力領域の実験でそのパフォーマンスを評価している。また、内熱ヒーターを組み込んで高温高圧を同時発生させる実験も行いつつある。温度測定に技術的な難しさが存在するが、これも解決しつつある。現在までのところ、高温発生は数百Kにとどまっているが、最終年度である来年度はさらに高い温度と圧力の発生に取り組む。

研究成果

• [雑誌論文] Phase transformations of Ca_3Al_2Si_3O_<12> grossular garnet to the depths of the Earth's mantle transition zone (2011)
  • 著者名/発表者名: Greaux S, Nishiyama N, Kono Y, Gautron L, Ohfuji H, Kunimoto T, Menguy N, Irifune T
  • 雑誌名: Phys Earth Planet Inter 巻: 185 ページ: 88-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal equation of state of CaIrO_3 post-perovskite (2011)
  • 著者名/発表者名: Liu W, Whitaker M L, Liu Q, Wang L, Nishiyama N, Wang Y, Kubo A, Duffy T S, Li B
  • 雑誌名: Phys Chem Minerals 巻: 38 ページ: 407-417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning of structure, morphology and magnetism in postperovskite oxide solid solutions (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirai S, Sanehira T, Nishiyama N, Irifune T, Klemmes S, Bromiley G, Attfield P
  • 雑誌名: Chem Mater 巻: 23 ページ: 114-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] CaCu_3Pt_4O_<12>: The first perovskite with the B site fully occupied by Pt^<4+> (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada I, Takahashi Y, Ohgushi K, Nishiyama N, Takahashi R, Wada K, Kunimoto T, Ohfuji H, Kojima Y, Inoue T, Irifune T
  • 雑誌名: Inorg Chem 巻: 49 ページ: 6778-6780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Technical development of simple shear deformation experiments using a deformation-DIA apparatus (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohuchi T, Kawazoe T, Nishiyama N, Nishihara Y, Irifune T
  • 雑誌名: Journal of Earth Science 巻: 21 ページ: 523-531
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress relaxation experiments of olivine under conditions of subducted slab in Earth's deep lower mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishihara Y, Funakoshi K, Higo Y, Tsujino N, Kawazoe T, Kubo T, Shimojuku A, Terasaki H, Nishiyama N
  • 雑誌名: Phys Earth Planet Inter 巻: 183 ページ: 164-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] P-V-T equation of state of Ca_3Al_2Si_3O_<12> grossular garnt (2010)
  • 著者名/発表者名: Greaux S, Kono Y, Nishiyama N, Kunimoto T, Wada K, Irifune T
  • 雑誌名: Phys Chem Minerals 巻: 38 ページ: 85-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preliminary deformation experiment of ringwoodite at 20 GPa and 1700 Kusing a D-DIA apparatus (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawazoe T, Ohuchi T, Nishiyama N, Nishihara Y, Irifune T
  • 雑誌名: Journal of Earth Science 巻: 21 ページ: 517-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformation experiment at P-T conditions of the mantle transition zone using D-DIA apparatus (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawazoe T, Nishiyama N, Nishihara Y, Irifune T
  • 雑誌名: Phys Earth Planet Inter 巻: 183 ページ: 190-195
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure generation up to 55 GPa using a Drickamer-type apparatus with sintered diamond anvils toward use of nano-polycrystalline diamond as anvils (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama N, Maeda T, Irifune T, Wada K, Shinmei T, Isobe F, Akatsu M
  • 雑誌名: J.Phys.: Conference series 巻: 215 ページ: Manuscript#012189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pressure generation to 25 GPa using a cubic anvil apparatus with a multi-anvil 6-6 assembly (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawazoe T, Nishiyama N, Nishihara Y, Irifune T
  • 雑誌名: High Press Res 巻: 30 ページ: 167-174
  • 査読あり
• [学会発表] 大容量DDIA型装置"MADONNA"の概要 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宣正、入舩徹男、丹下慶範、和田光平、西原遊、川添貴章, 他
  • 学会等名: 第51回高圧討論会
  • 発表場所: 宮城県仙台市
  • 年月日: 2010-10-22
• [学会発表] X線その場観察実験と急冷実験で決定したFe2O3-Al2O3系の高温高圧下における相関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西山宣正、和田光平、入舩徹男、舟越賢一、肥後祐司
  • 学会等名: 地球惑星連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉県千葉市幕張
  • 年月日: 2010-05-27