戴逸 王文丹 法志湘 王路 王菊 梁策 李星翰

(西南交通大学物理科学与技术学院, 高温高压研究所, 成都 610031)

自八面腔静高压装置问世以来, 一定尺寸的二级压砧上可获得的最大腔体体积一直是一个被忽略的问题. 本工作通过八面体压腔的密封简化模型, 计算出加载后密封边可流动空间的最大体积, 进而确定出一定尺寸的二级压砧上可运行的最大腔体组装, 并以边长为25.4 mm的二级压砧为例, 计算了不同八面体边长与立方块截角边长的组合(八面体传压介质边长/二级压砧截角边长为18/11和25/17组装), 不同八面体初始形状(八面体倒棱与否)加载后的密封边可流动空间的最大体积, 并根据计算结果选定预密封条尺寸. 在边长为25.4 mm的碳化钨立方块上, 以叶腊石八面体为传压介质, 对18/11和25/17组装进行压力标定实验. 实验结果表明本工作中关于密封边体积的计算结果成立, 同时在25.4 mm的碳化钨二级压砧上实现了25/17组装的稳定运行, 获得接近厘米级的样品腔尺寸.

1 引 言

八面腔静高压装置可以实现数十GPa的高压和厘米级的样品, 目前被广泛用于地球行星科学、高压科学、材料学等领域和新型超硬材料的工业生产中. 球分割八面腔静高压装置最早由Kawai和Endo[1]报道. 1987年Ohtani等[2]将球分割装置改为8个带截角的立方块所组成的二级增压单元, 然后放入整体外形为圆柱状的一级压砧所围成的立方体空间中, 整个装置采用两面顶压机进行加载;1992年Irifune等[3]在该装置上采……