マントルに匹敵する高圧状態でのガーネットとオリビンの塑性特性の解明

阐明石榴石和橄榄石在与地幔相当的高压条件下的塑性特性

基本信息

批准号：
09740379
负责人：
安東淳一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究テーマに関して、科研費補助期間中に明らかになったことは以下の様な事である。1. マルチアンビル型高圧発生装置を利用して、6.5GPaという高封圧状態で、単結晶珪酸塩ガーネット(Py_<20>Al_<73>Sp_2Gr_5)の塑性変形実験を行った。温度条件は室温-1440℃とした。回収試料は透過型電子顕微鏡を用て転位構造の観察を行った。転位のバーガーズベクトルは高角収束電子回折法を用いて決定した。その結果、1)今回の実験条件(6.5GPa・単結晶試料)では、珪酸塩ガーネットの脆性-塑性変形の遷移は1000℃前後で生じる。2)全ての温度領域で1/2<111>{1-10}・ 1/2<111>{11-2}・1/2<111>{12-3}・<100>{010}・<100>{011}のすべり系をもつ転位が観察された。3)観察した転位の大部分は拡張している、事が分かった。2)と3)の結果は、転位の移動に対する障害(パイエルスポテンシャル)を大きくし、珪酸塩ガーネットの塑性強度を大きくしていると考えられる。2. Py_<100>、Py_5OMj_<50>、Py_<23>Al_<48>Gr_<28>Sp_1、Py_<68>.Al_<18>Gr_<14>Sp_1の4種類の多結晶珪酸塩ガーネットの変形実験を大型放射光施設(Brookhaven National Lab.:USAとSring-8:日本)において、マルチアンビル型高圧発生装置を利用して行った。その結果、珪酸塩ガーネットの塑性強度は、パイロープ組成とメージャライト組成に富むほど、また、封圧が増大する程、大きくなる事が分かった。3. オリビンの5GPaから10GPaの封圧条件での変形実験を、マルチアンビル型高圧発生装置を利用して進めている。その結果、高圧条件下では、低い圧力条件に比べ、[001]すべりによる転位すべり塑性変形領域が増大する事が分かりつつある。

关于这一研究主题，在科研补助金期间明确了以下几点。 1. 利用多砧式高压发生器在6.5 GPa高围压下进行了单晶硅酸盐石榴石(Py_<20>Al_<73>Sp_2Gr_5)的塑性变形实验。温度条件为室温-1440℃。使用透射电子显微镜观察回收的样品的位错结构。使用高角度聚焦电子衍射确定位错的伯格斯矢量。结果表明：1）在当前实验条件下（6.5GPa，单晶样品），硅酸盐石榴石在1000℃左右发生脆性变形和塑性变形的转变。 2) 1/2<111>{1-10}、1/2<111>{11-2}、1/2<111>{12-3}、<100>{010}，在所有温度范围 A观察到<100>{011}滑移系位错。 3）发现大多数观察到的位错都是延伸的。结果2)和3)被认为增加了位错运动的障碍（Peierls势）并增加了硅酸盐石榴石的塑性强度。 2、四种多晶硅酸盐石榴石：Py_<100>、Py_5OMj_<50>、Py_<23>Al_<48>Gr_<28>Sp_1、Py_<68>.Al_<18>Gr_<14>Sp_1相变实验。是在大型同步加速器辐射设施（布鲁克海文国家实验室：美国和Sring-8：日本）使用多砧型高压发生器。结果发现，硅酸盐石榴石的塑性强度随着镁铝榴石成分和多数长石成分的增加以及围压的增加而增加。 3、利用多砧式高压发生器，在5 GPa~10 GPa围压条件下进行橄榄石变形实验。结果，很明显，在高压条件下，与低压条件相比，由于[001]滑移而导致的位错滑移塑性变形区域增加。