【实验室奇妙之旅】高温高压岩石学实验室简介

文摘   2024-09-15 19:38   安徽  


高温高压岩石学实验室简介

中国科学技术大学高温高压岩石学实验室由倪怀玮教授和黄方教授共建,主要研究内容是实验岩石学、实验地球化学和实验地球物理(矿物物理),统称为实验地球科学。实验地球科学通过实验手段模拟地球内部的高温(<3000°C)和高压(<数百GPa)状态,以促进对地球内部结构和地质过程的认识和理解。

在精确控制温度、压力和化学组成的条件下,通过实验再现自然界的地质过程,使地球科学不再局限于野外观测和分析天然样品。实验地球科学是解释岩石学、地球化学和地球物理观察资料的有力工具,也有助于对尚不清晰的深部地球的特征作出预测。实验地球科学还与物理、化学、材料科学等众多其他学科之间存在密切的联系。实验地球科学的主要应用有相平衡,元素分配,同位素分馏,均相反应平衡和动力学,地球物质的体积、量热、弹性和迁移性质,矿物和玻璃的合成,相变过程的原位观测等。

实验室的主要实验设备有活塞圆筒压机和冷封式高压釜。活塞圆筒压机采用固态传压介质,可以达到最高1600°C和4 GPa (对应地表以下120 km深度),相当于地球岩石圈的温压条件。通过双样品仓实验技术,还可以准确控制体系的氧逸度环境。活塞圆筒压机是研究地球岩石圈深度地质过程的有力工具。我们既可以在淬火之后对实验产物进行测试分析,也可以将阻抗分析仪等仪器与活塞圆筒压机联机,在高温高压条件下开展原位的物性测量。冷封式水热高压釜采用水作为压力介质,可以达到最高1000°C和0.2 GPa (对应地表以下6 km深度),相当于中上地壳的温度压力条件。支撑样品的金属杆在实验过程中处于磁悬浮状态,磁场撤销后样品随金属杆下落至冷端,实现快速淬火。实验室同时还拥有数控机床、金刚石线锯、高温马弗炉、自动抛光机等样品加工处理设备。

1104实验室全貌

活塞圆筒压机

冷封式高压釜





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