Prasa diamentowa
Z Wikipedii
Prasa diamentowa (DAC en. diamond anvil cell) - urządzenie pozwalające uzyskiwać na małym obszarze ekstremalnie wysokie ciśnienie. Składa się z dwóch diamentów o stożkowatym kształcie, skierowanych do siebie wąskimi końcami. Nacisk na szerokie końce tych diamentów przekłada się na ciśnienie sięgające milionów atmosfer w punkcie styku.
Prasa diamentowa używana jest do symulowania ciśnienia jakie panuje we wnętrzu planet, umożliwiając tworzenie materiałów jakie tam powstają. Przykładami materiałów jakie wytworzono w ten sposób jest metaliczny wodór i ADNR.
Spis treści |
[edytuj] Zasada działania
Działanie prasy opiera się na prostym równaniu:
pdzie p oznacza ciśnienie, F przyłożoną siłę a A powierzchnię.
Wysokie ciśnienie można więc uzyskać przykładając niewielką siłę do małej powierzchni. Aby uniknąć deformacji i zniszczenia prasy, musi ona być wykonana z możliwie twardego i mało ściśliwego materiału: diamentu.
[edytuj] Historia
Percy Williams Bridgman opracował pierwsze wysokociśnieniowe prasy wywierające nacisk na niewielkie powierzchnie. Używając prasy wolframowo-węglowej uzyskał ciśnienie kilku gigapaskali (za swoje dokonania otrzymał Nagrodę Nobla w 1946 roku). Jego urządzenia zostały w kolejnych latach udoskonalone przez wprowadzenie rdzenia z najtwardszego znanego materiału: diamentu, dodanie uszczelek i kalibracji ciśnienia za pomocą rubinu. Obecne wersje pozwalają uzyskiwać ciśnienie do około 360 GPa.
[edytuj] Konstrukcja
Trzy główne elementy prasy diamentowej to
- Przyłożenie siły – w postaci dźwigni, śruby lub hydraulicznego nacisku. We wszystkich przypadkach nacisk musi być skierowany w jednej osi na oba diamenty.
- Dwa stożkowate diamenty – pojedyncze kryształy bez skazy, zwykle o masie 1/8 do 1/3 karata, wyszlifowane w 16 faset. Ich wąskie końce muszą być dokładnie wyszlifowane w dwie równoległe płaszczyzny, prostopadle do których jest przykładana siła.
- Uszczelka – twarda metalowa folia rozdzielająca diamenty. Spełnia istotną rolę – utrzymując ściskaną próbkę oraz rozkładając równomiernie ciśnienie pomiędzy próbkę i krawędzie diamentów.
[edytuj] Linki zewnętrzne
- NIST - history of the DAC
- The Diamond-Anvil Cell - Crystallography Laboratory at Virginia Tech.
