2021 Fiscal Year Research-status Report
Experimental visualization of diffusion creep of earth and planetary materials
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20K04131
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
野口 直樹 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 助教 (50621760)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 拡散 / 拡散クリープ / 氷 / 変形 / ラマン分光 / 赤外分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は拡散クリープの素過程のひとつである粒界拡散を可視化するべく高圧氷VI相多結晶体の水素拡散実験を行った。Katoh et al. (2002)で確立された方法でダイヤモンドアンビルセル(DAC)高圧発生装置中に重水氷(D2O)と軽水氷(H2O)の二重層から成る拡散対を作製し、1.5万気圧、室温条件下で数か月に渡って長時間保持した後、顕微赤外分光法で重水素の拡散プロファイルを決定した。氷VI相は正方晶系であるため偏光顕微鏡を用いて多結晶組織を観察することが可能であり、顕微赤外分光マッピング測定することによって得られる2次元拡散プロファイルと組織を比較することによって、粒界近傍での拡散プロファイルをイメージングすることができた。DACは試料を1軸加圧するものであり、氷のような固体試料中では応力分布が生じる。この応力によって高圧氷が塑性変形する場合、粒界近傍での拡散プロファイルをイメージングすることによって、粒界近傍の応力誘起拡散を可視化できる可能性があることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
顕微赤外分光法により2次元拡散プロファイルを決定できるようになったが、変形に伴う粒界近傍の物質移動を明らかにするためには空間分解能が十分でない。そこで、前年度から引き続き、顕微ラマン分光法を用いた高分解能同位体イメージング装置を開発しているがまだ完成していない。前年度に問題になったクライオスタットステージの振動は解決したが、まだ自動XY制御できるようになっておらず、今後、構築する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
クライオスタットをXYステッピングモータステージ上に設置し、自動でステージ移動とラマンスペクトルを取得できる装置を開発する。完成後、氷Ih相多結晶体から成る拡散対を作製し、低応力変形させながら拡散実験を行う。変形後、回収した試料のラマン同位体イメージング分析を行い、拡散対内での物質移動を明らかにする。そのために、変形実験中の氷試料の昇華を防ぐことが必要になるが、低融点金属チューブに氷を封入する方法も開発し、対処する。
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| Causes of Carryover |
現地参加を予定していた国際学会がオンラインで開催されることになり、旅費として確保していた予算が次年度に繰り越されることになった。この予算は顕微ラマンマッピングシステムの構築のために物品費として使用する予定である。
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