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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。
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