マンガニンゲ-ジと高圧磁気変態を利用した衝撃超高圧状態の解明

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衝撃高圧力測定用のマンガニンゲ-ジは、被測定物質中に埋め込まれ、圧力負荷時の電気抵抗の変化より負荷圧力を求めるものであり、測定時にはゲ-ジに一定電流が流されるため、その電流によりゲ-ジ周囲の被測定物質は磁化される。もし、高圧力負荷時に被測定物質に磁気的な変態が生じ、磁化の程度に変化が生ずれば、それに起因してゲ-ジの出力には、圧力によるものの上に特異な電気信号が重畳することになるので圧力に加え磁気変態をも検出することができる。一方、衝撃超高圧下における固体の変態については、未だ不明な点が多く、特に変態速度については、マイクロ秒オ-ダの短時間に変態が進行、完了するという考え方もある。本研究では、純鉄の13GPaにおけるα→ε変態(強磁性→常磁性変態)を取りあげ、この変態速度に関する情報を得ることを試みた。このような研究方法は、未だ試みられたことがない。本研究では、純度99.5%の工業用純鉄の二枚の平板試料間にマンガニンゲ-ジを夾んで埋め込んだ試料アセンブリに、火薬銃で加速した銅飛翔板を平行衝突させて衝撃高圧を負荷した。負荷圧力が16〜18GPaになると、マンガニンゲ-ジから圧力信号に重畳して鉄のα→ε変態に起因すると考えられる誘導信号が現れた。負荷圧力を変化させて得られた信号、およびマンガニンゲ-ジと同形の銅箔製ピックアップコイルをゲ-ジと同一場所に重ねて埋め込んで得られた信号等を解析することにより次のようなことが明らかになった。1.マンガニンゲ-ジにより、鉄の高圧変態(強磁性→常磁性変態)に関する情報を得ることができる。2.純鉄の衝撃高圧下での変態速度は、負荷圧力と共に増加すると推察される。次年度は、上記推察をさらに確かめる研究を展開する予定。