低温・強磁場下測定用の4GPa級のミニ高圧セルの開発

开发用于低温和强磁场测量的 4GPa 级微型高压电池

基本信息

批准号：
13874043
负责人：
村田惠三
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13874043/
关键词：
高圧到達圧力

项目摘要

本研究は、45Tesla級の超強磁場中、0.5Kelvinクラスの定温下で、従来のBeCuだけを用いた高圧セルより高い静水圧力を発生し、かつ回転することのできるピストンシリンダー型のミニ高圧セルを開発することを目標とした。目標の外径、全長は米国Tallahasseeでの強磁場施設での適合性を考えて12mmφ、39mmとした。目標圧力は4GPaとした。回転などを考えるとき圧力よりまず、サイズが重要であった。次に高圧力を目指して、2重円筒方式を採用し、内筒にはNiCrAl、外筒にはBeCuを用いた。NiCrAlは物質材料機構の松本武彦氏から鍛造品の提供を受け、熱処理を試行しながら行った。熱処理温度は最初は真空中700℃であったが、その後のテストで720℃、2時間、炉冷がよりよい硬化処理と判明した。この2重円筒がどの圧力から変形を開始するかを調べるために、内径ゲージによるサブミクロン精度での膨らみのチェックを行い、3GPaで一部の内径の膨張を検出した。また、従来のBeCuの圧力セルでは問題にならなかった常温での加圧中に媒体が固化する問題が生じ、従来から村田惠三が開発してきたDaphne7373の固化圧力の測定が必要になり、2GPaを少し超える圧力から固化が開始することがストレインゲージを用いた測定で判明した。これらの成果を第5版、実験化学講座7(丸善)に記述した。さらに高圧ハンドブック(丸善)、Jpn.J.Appl.Phys.に報告、記述する予定である。[報告]1.村田惠三、"有機伝導体での圧力制御法"物性研短期研究会、「圧力誘起量子相転移」2004年2月5日、6日。

本研究旨在开发一种活塞缸式微型高压电池，在 45 特斯拉级超强磁场和 0.5 开尔文恒温条件下，能够比仅使用 BeCu 的传统高压电池产生更高的静水压力类，并且可以轮换，目标是发展。考虑到与美国塔拉哈西强磁场设施的兼容性，靶材外径和总长度设定为12mmφ和39mm。目标压力设定为4GPa。当考虑旋转等时，尺寸比压力更重要。接下来，针对高压，我们采用了双缸系统，内缸使用 NiCrAl，外缸使用 BeCu。锻造NiCrAl由国立材料科学研究所的Takehiko Matsumoto先生提供，并试行了热处理。最初，热处理温度为真空中的700°C，但随后的测试表明，更好的淬火工艺为720°C、2小时，并炉冷。为了查明这个双缸在什么压力下开始变形，我们使用内径计以亚微米精度检查了凸起，并在 3GPa 时检测到了一些内径膨胀。此外，在室温加压过程中，出现了传统 BeCu 压力传感器不会发生的介质凝固问题，因此有必要使用村田敬三 (Keizo Murata) 开发的 Daphne7373 测量凝固压力。应变仪显示，在压力略超过时开始凝固。这些结果在第 5 版实验化学课程 7（丸善）中进行了描述。此外，我们计划在高压手册（Maruzen）和 Jpn.J.Appl.Phys 中报告并撰写相关内容。 [报告] 1.村田敬三，“有机导体中的压力控制方法”，国立固体物理研究所短期研究组，“压力引起的量子相变”，2004年2月5日至6日。