热液金刚石压腔(HDAC)高温高压实验平台简介
2021-01-22李胜虎熊玉新单伟舒磊迟乃杰
李胜虎,熊玉新,单伟,舒磊,迟乃杰
(山东省地质科学研究院,国土资源部金矿成矿过程与资源利用重点实验室,山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室,山东 济南 250013)
0 引言
HDAC(Hydrothermal Diamond-anvil Cell),中文一般称之为热液金刚石压腔,是由美国康奈尔大学的W. A. Bassett教授和中国科学院深海科学与工程研究所的I-Ming Chou研究员,于1990年在金刚石压腔(Diamond-anvil Cell,DAC)的基础上发展起来的一种高温高压原位实验模拟设备。后经I-Ming Chou研究员的大力宣传,最终将该技术推广到世界各国,并得到实验地球化学同行们的广泛学习运用[1-2]。近年来,HDAC技术已经在地质科研领域取得了大量成果,多篇重要研究成果被《Science》《Nature》等知名期刊刊发[1-11]。
1 HDAC高温高压实验平台结构与组成
最新式的HDAC-VT主要由不锈钢腔体、陶瓷底座、加热电阻丝、热电偶、金属垫片以及上下两颗金刚石对顶砧等组成(图1)。实验时,样品存放在金属垫片的中央孔洞内,通过旋转螺丝施压,使得上下两颗金刚石紧紧压合在金属垫片上,它们共同组成一个封闭的样品腔。上下两颗金刚石底座的周边缠绕电阻丝,金刚石侧壁黏贴热电偶,达到加热和测量温度的效果。实验一般采用纯H2O作为压力介质,铼片、不锈钢片、铱片等作为HDAC的金属垫片。

图1 最新式HDAC-VT的结构图[8]
一套完整的HDAC高温高压实验平台主要由HDAC腔体、温度控制器、光学显微镜、数码摄像头、图像实时显示和记录电脑以及用于保护金刚石对顶砧在高温时不被氧化的混合气体(氩气和氢气)等组成(图2)。目前,山东省地质科学研究院现已完成最新式HDAC-VT高温高压实验平台的搭建工作,该实验平台已达到投入科学研究的要求。……
