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高溫高壓應用研究(RTK-自動加壓)

閱讀:1442        發布時間:2015-9-24


    近二十年來,高溫高壓實驗研究已經在包括美國、德國、法國、澳大利亞、日本和俄羅斯等在內的很多國家蓬勃發展起來,并在地球科學等諸多研究方面取得了成績。

應用領域

    高溫高壓可以應用于地質學、材料學、航空航天和行星科學等多領域的科學研究。

    以地球科學為例,高溫高壓設備主要是用于模擬地球內部溫度、壓強、成分和氧逸度等參數/條件的前提下,對巖石、礦物、熔體和流體的物理-化學等性質進行研究,進而對地球內部的組成、結構、性質、成因、演化和動力學過程進行研究。

    材料領域如BI系多鐵性材料制備、燒結,超硬材料如金剛石、氮化硼的合成,多孔性材料化合物的高壓穩定性如Y型沸石、介孔材料、硫鈦化合物高壓合成,超導材料等的合成制備。


應用設備

    高溫高壓研究中典型的高溫高壓設備包括:常壓高溫爐、冷封釜,內加熱釜,活塞-圓筒壓機、多面砧壓機,金剛石壓腔。任何一種高溫高壓設備,都必須包括5大核心體系:高壓腔、外部施壓裝置、傳壓介質、加熱裝置和冷卻裝置,這樣才能保證實驗過程中較長時間內溫度和壓強的穩定性。

    高溫高壓設備以不同方式分類:(1)以受壓方式分,可以分為單項活塞圓筒壓機、雙向活塞圓筒壓機、多頂砧壓機等(2)以自動化程度分,可以分為手動和自動,自動的升壓保壓更,自動程度高,更節省人力(3)以服務方式來看,目前僅有洛克泰克公司提供全套的服務,從產品定制,到安裝調試,到技術培訓,到耗材配送,乃至其他高溫高壓設備的改造,如手動加壓改自動加壓,表壓量程更改等等。


RTK高溫高壓活塞圓筒壓機  


高溫高壓實驗原理

     高溫高壓實驗兩個關鍵的參數為溫度和壓力,溫度和壓力是相對獨立的兩套體系,分別由不同的外部裝置產生和控制。其中,高壓的產生和維持主要基于牛頓力學原理,即P=F/A,此處,P、F和A分別表示壓強、壓力和有效面積,壓強的常用單位包括bar、kbar、GPa和Mbar,而高溫的產生和維持主要基于特定的加熱器,不同高壓設備使用的加熱器不同,常用的一些材料和設計包括石墨加熱器等。高溫高壓實驗中,為了保證樣品附近均勻的壓強和恒定的溫度,又需要特定的傳壓介質(可以是液體、氣體或固體,比如水、酒精、氖氣、氧化鎂等)和冷卻系統(可以用水或空氣進行冷卻)。

國內高溫高壓設備發展概況

    國內高溫高壓的設備一直依賴于進口設備,除了價格昂貴,供貨周期長,而且不能及時的得到設備的技術培訓及支持。

    2013年,由湖北洛克泰克儀器有限公司(RTK公司)研發制造的,*臺高溫高壓設備誕生,彌補了國內高溫高壓設備需求的空白。

    RTK高溫高壓活塞圓筒壓機采用靜態高壓技術,核心部件采用材料精密制造而成,為研究者提供大腔體靜高壓樣品環境,溫度場均一穩定,可以同時提供溫度達1800℃和壓力達4GPa的實驗環境。

    同時配合洛克泰克公司(RTK公司)的自動加壓恒壓裝置,可以升級為自動加壓恒壓型產品,自動壓力控制即壓力傳感器將被測壓力轉換為其他便于利用的信號,并將其傳遞給微機控制器,微機控制器將反映壓力的信號值與預定壓力值比較,產生偏差信號,并傳遞給壓力控制器,zui終實現自動加壓、減壓或保持恒定壓力。

    洛克泰克公司(RTK公司)可以為國內其他高溫高壓用戶提供各儀器專業技術培訓,手動改自動服務等等,國內高溫高壓設備正在蓬勃發展起來。

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