塑性変形限界を利用した4GPa級非磁性ピストンシリンダー型高圧装置の試作

利用塑性变形极限的4GPa级非磁性活塞缸式高压装置的样机制作

基本信息

  • 批准号:
    13874041
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.51万
  • 依托单位:
  • 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 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、極低温下、物性測定に用いる非磁性ピストンシリンダー型圧力容器を用いて得られる最大発生圧力を従来の2GPaから4GPa程度に引き上げることを主目的として行われた。当初CuBe合金を用いて塑性変形を利用した研究を行っていたが、非磁性合金としてこれまでのCuBeより優れたNiCrAl合金が開発され入手できるようになった。この合金を用いることにより弾性域で約3.5GPa程度発生できることがわかったので、さらに4GPa以上の圧力を発生させるため塑性域を利用した圧力装置作製のため昨年度に引き続き圧力装置の材料としてのNiCrAl合金の特性試験およびシリンダーとしての耐荷重試験、実際の物性測定試験を行った。圧力発生装置はCuBe合金の中にNiCrAl合金を圧嵌めしたハイブリッド構造とした。昨年度弾性域を利用することにより4GPa程度まで、発生させることに成功した。このとき用いたシリンダーは外形24mmφ内径5mmφであった。さらにこの合金を用いたときの圧力発生効率が約80%程度であった。このときの限界圧力を決定しているも部品はシリンダーではなくピストンであることが判明したので、ピストンの強化を行った。実際はこれまでのタングステンカーバイト(WC)合金を焼結ダイヤモンドピストンに変更し試験を行った。その結果、これまで4GPa以上の圧力を発生できる成功率が1割程度から5割以上に上昇した。しかし、4GPa以上の圧力を発生させると焼結ダイヤモンドさえ破壊してしまうことが明らかになった。今後はピストンをより堅いと思われるSiC等で試してみたい。現在、室温で5GPa弱および極低温(約30mK)で3.7GPa発生出来る圧力容器が作製されている。
The purpose of this study is to determine the maximum pressure of a non-magnetic pressure vessel at extremely low temperatures from 2 GPa to 4 GPa. CuBe alloy is used in plastic deformation research. CuBe alloy is used in non-magnetic alloy research. CuBe alloy is used in NiCrAl alloy research. The properties of NiCrAl alloy are about 3.5 GPa, and the pressure of NiCrAl alloy is more than 4 GPa. The properties of NiCrAl alloy are tested by pressure device. The pressure generator is composed of CuBe alloy and NiCrAl alloy. Last year, the use of the domain was successful at 4GPa. The outer shape is 24mmφ and the inner diameter is 5mmφ. The alloy has a pressure generation efficiency of about 80%. The limit of the force is determined by the part of the force. In fact, it is necessary to change the sintering process of WC alloy. As a result, the success rate increased from 1 cut to 5 cuts when the pressure above 4 GPa was generated. The pressure above 4 GPa is generated during sintering. From now on, we'll try our best. At present, room temperature is 5GPa weak and extremely low temperature (about 30mK) is 3.7GPa. The pressure vessel is manufactured in the middle of the process.

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Uwatoko Y, Todo S, Ueda K, Uchida A, Kosaka M, Mori N, Matsumoto T: "Material properties of Ni-Cr-Al alloy and design of a 4Gpa class non-magnetic high-pressure cell"Journal of Physics -Condensed Matter. 14. 11291-11296 (2002)
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Kawarazaki S, Uwatoko Y, Yokoyama M, Okita Y, Tabata Y, Taniguchi T, Amitsuka H: "Cryogenic system for neutron scattering experiments with in situ pressure tuning mechanism : response of the antiferromagnetism of Uru_2Si_2 to uniaxial stress"Japanese Jour
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  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Uchida A, Kosaka M, Mori N, Matsumoto T, Uwatoko Y, Sarrao JL, Thomson JD: "Effect of pressure on the electrical resistivity of a single crystal of YbInCu_4"Physica B. 312. 339-340 (2002)
Uchida A、Kosaka M、Mori N、Matsumoto T、Uwatoko Y、Sarrao JL、Thomson JD:“压力对 YbInCu_4 单晶电阻率的影响”Physica B. 312. 339-340 (2002)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Yoshitya Uwatoko, et al.: "Effect of Pressure on the electrical resistively of a single crystal of YbInCu4"Physica B : Physics of Condensed Matter. (2002)
Yoshitya Uwatoko 等人:“压力对 YbInCu4 单晶电阻的影响”Physica B:凝聚态物理。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
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    0
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知道了