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2016 年度 実績報告書

ナノダイヤモンド多結晶体の高圧発生への利用:マントル全域に渡る圧力発生技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26800236
研究機関愛媛大学

研究代表者

國本 健広  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 特定研究員 (20543169)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードナノダイヤモンド多結晶体 / 高圧発生 / マルチアンビル装置 / 6-6-8加圧方式
研究実績の概要

ナノダイヤモンド多結晶体(NPD)のマルチアンビル装置への応用として6-6-8加圧方式の開発を行った。NPDアンビルは一般的なマルチアンビル装置のアンビルと比較すると小型であり通常の加圧方式(6-8式)に採用することは難しい。したがって本研究では超硬合金(WC)製の第1段目アンビルとNPD製のアンビルの間にさらにWC製アンビルを配置することで小型のNPDアンビルの精密加圧を可能とした。
予備実験として焼結ダイヤモンド(SD)を用いた加圧試験を実施し、これには愛媛大学地球深部ダイナミクス研究センターに設置された川井式マルチアンビル装置を用いた。圧力定点として酸化コバルトおよびヘマタイトを使用した。実験の結果、特に圧力発生効率が良いと思われる条件の試料部構成を用いて大型放射光施設(SPring-8)にて加圧試験を実施した。また、比較のために、従来のSDアンビルを用いた加圧試験も実施し、NPDアンビルを用いた場合との差を確認した。実験は加圧試験の他に、X線の透過性能などの比較も行った。
実験の結果、最大3.5 MNの供給荷重において、NPDを用いた場合は最大約90 GPaの圧力発生を確認した。これに対してSDを用いた場合は55 GPa程度の圧力発生にとどまり、圧力発生においてNPDの優位性を確認することができた。また、高荷重下においてNPDおよびSD共に、アンビルを通過した入射X線からの回折線を収集したところ、NPDを用いた場合は通常とほぼ変わらない回折強度を得られたのに対してSDを用いた場合は強度が1/1000程度に減少した。これは高荷重下において、NPDアンビルを用いた場合はアンビルギャップ内外に問わず、試料部構成内のほとんどの箇所の情報を得られることを示す。本結果は従来のアンビル材であるWC、SDと比較しNPDが新たなアンビル材として非常に有用であることを示した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Development of Kawai-type multianvil technology using nano-polycrystalline diamond anvils2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Irifune, Takehiro Kunimoto
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone center、アメリカ合衆国
    • 年月日
      2016-12-12 – 2016-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Nano-polycrystalline diamond and applications to deep Earth mineralogy2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Irifune
    • 学会等名
      2016 International Conference on the Earth's Deep Interior
    • 発表場所
      New beacon Luguang International Hotel in Wuhan, China
    • 年月日
      2016-11-05 – 2016-11-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノダイヤモンド多結晶体製アンビルを用いた川井式マルチアンビル装置による90 GPa領域の超高圧発生2016

    • 著者名/発表者名
      國本健広、入舩徹男
    • 学会等名
      第57回高圧討論会
    • 発表場所
      筑波大学、茨城県、つくば市
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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