2018 Fiscal Year Annual Research Report
Influence of light elements on iron alloy melts under high pressure and high temperature: Understanding of the composition of the lunar core
| Project/Area Number |
15K05349
|
|---|
| Research Institution | 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発 |
|---|
Principal Investigator |
舟越 賢一 一般財団法人総合科学研究機構(総合科学研究センター(総合科学研究室)及び中性子科学センター(研究開発, 中性子科学センター, 主任研究員 (30344394)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 高温高圧 / 鉄合金融体 / 粘性 / 落球法 / 放射光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、鉄合金融体の高温高圧実験によって、これまで得られなかった月の外核についての知見を得ることが最終目標である。高温高圧実験を成功させるためには、１．ダイヤモンド複合体アンビルの製作、２．月の中心核に相当する温度、圧力（1800℃、10GPa）を安定に保持できる高温高圧実験用セルの開発を行うことが最重要課題となる。そこで本研究では研究初年度からこれらの技術開発を中心に進めてきた。
１．ダイヤモンド複合体アンビルの製作：アンビルの母材であるダイヤモンド複合体の焼結体合成法の最適化を行った。出発原料の不純物の除去と反応容器を改良することによって良質のダイヤモンド複合体焼結体の合成法が確立され、高品質のアンビルの製作が可能になった。
２．高温高圧実験用セルの開発：鉄合金融体の融点は非常に高く（1600℃以上）、落球法による粘性測定では、金属製の落球マーカーを融体中に保持する必要がある。しかし、金属球と融体は容易に反応・溶解するため、本研究では金属球表面にアルミナ層をコーティングして反応を防御する技術開発を行った。この結果、膜厚5ミクロンのアルミナ層をコーティングした落球マーカーを1800℃の鉄合金融体中で反応・溶解せずに保持することに成功した。さらに、10 GPa以上で1800℃以上の高温を発生できるヒーター材料として、Ti3SiC2とTiC-Al2O3の2種類のセラミックス材料の高温高圧試験と評価を行い、最大23 GPaで2200℃までの高温発生に成功した。また、これらの材料はX線を透過できるため、X線を使った粘性実験や回折実験に大変有効である。ダイヤモンド複合体アンビルとアルミナコーティング落球マーカー、新セラミックスヒーターを使った高温高圧粘性実験では、14 GPaまでの鉄合金融体の粘性係数が得られた。
|
