結晶粒ダイナミクスのその場観察：PT型マントル対流における岩石流動研究の新展開

颗粒动力学原位观测：PT型地幔对流岩流研究新进展

基本信息

批准号：
22K18282
负责人：
久保友明
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は主に、１）偏向電磁石BMビームラインにおけるプレス揺動機構とΔω法を利用した回折斑点数の定量化（申請書記載の技術A）、２）そのNaNiF3ポストペロブスカイト相転移およびMg2SiO4のポストスピネル相転移への応用（研究AB）、３）可動式角度高分解能検出器の検討（技術B）、４）挿入光源IDビームラインにおける高圧脱水反応の高速時分割測定（技術C研究C）、に取り組んだ。１）では既存のCCDやIPを用いて2次元X線回折測定を行い回折斑点数の定量化を確認しつつ、その散乱角および方位角分解能のカメラ距離依存性を検討した。特に粒径数ミクロンのペロブスカイト多結晶体試料において、カメラ距離を最大3.3mまで伸ばすことで、散乱角および方位角方向ともに分解能が向上することを確認し、細粒粒子の回折斑点の検出や高分解能での差応力測定への応用が期待された。２）では通常のカメラ距離において、Δω法を用いたポストペロブスカイト相転移実験を行い、回折斑点挙動から新相粒子の核生成-成長カイネティクスのその場観察に成功した。また差応力場におけるポストスピネル相転移では、アキモトアイト+ペリクレイスを経てブリッジマナイトが出現する際に、より巨大な共析コロニーが出現することを回折斑点挙動から見出した。３）では20x15cmのフラットパネル型2次元検出器を新規に購入し、放射光ビームラインでの測定テストを行った。予備的データではあるが、BM光を用いた3.3mの超長カメラ距離測定においても、これまでより短時間の10秒程度の露出で回折斑点の測定が可能であることを確認した。さらに４）では、MA型高圧装置と高エネルギーID単色光を組み合わせ、アンチゴライトの高圧脱水カイネティクスをその場観察した。従来より３桁程度速い0.1秒毎の高速測定に成功し、それによって新しい準安定脱水反応を見出した。

今年，我们将主要关注1）在弯曲电磁体BM束线处使用压机摆动机构和Δω方法量化衍射斑点的数量（申请中描述的技术A），2）NaNiF3的后钙钛矿相变和镁硅O4后尖晶石相变的应用（研究AB），3）可移动角度高分辨率探测器的研究（技术B），4）插入源ID光束线处高压脱水反应的高速时间分辨测量（技术 C 研究）C），致力于。在 1) 中，我们使用现有的 CCD 和 IP 进行了二维 X 射线衍射测量，确认了衍射点数量的量化，并检查了散射角和方位分辨率对相机距离的依赖性。特别是，对于晶粒尺寸为几微米的钙钛矿多晶样品，我们证实，通过将相机距离延长至最大3.3 m，散射角和方位角方向的分辨率均得到提高，适用于高分辨率差分应力。测量是预期的。在2)中，我们在正常相机距离下利用Δω方法进行了后钙钛矿相变实验，并成功地从衍射斑行为中原位观察了新相粒子的成核-生长动力学。此外，在差应力场中的后尖晶石相变中，我们从衍射斑行为中发现，当穿过尖晶石+方镁石后出现桥锰矿时，会出现更大的共析团。 3）我们购买了新型20x15cm平板二维探测器，并在同步辐射束线上进行了测量测试。虽然这是初步数据，但我们已经确认，即使在使用 BM 光进行 3.3 m 的超长相机距离测量时，也可以用约 10 秒的曝光时间测量衍射点，这比以前更短。此外，在4)中，我们结合MA型高压装置和高能ID单色光原位观察了叶蛇纹石的高压脱水动力学。我们成功地实现了每 0.1 秒的高速测量，这比传统方法快了三个数量级，并发现了一种新的亚稳态脱水反应。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

高圧力の科学・技術事典（入舩他編）「地球内部物性：相転移カイネティクス」

高压科学技术百科全书（入船等编）《地球的内部物理性质：相变动力学》

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
久保友明
通讯作者：
久保友明

Role of ferropericlase and akimotoite in rheological weakening of subducting slab across the upper and lower mantle boundary

铁方镁石和秋元石在上、下地幔边界俯冲板块流变弱化中的作用

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuta Goto; Tomoaki Kubo; Rikuto Honda; Yuki Shibazaki; Yu Nishihara; Yuji Higo; Yoshinori Tange; Masaaki Miyahara
通讯作者：
Masaaki Miyahara

放射光を用いた高時空間分解能での深部岩石ダイナミクスその場観察手法の検討

同步辐射高时空分辨率深部岩石动力学原位观测方法研究