【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高温高压流体-固体相互作用的试验装置和试验方法,属于高温高压实验
技术介绍
高温高压实验是许多科学领域,如行星和地球科学、凝聚态物理学、化学、材料科学等研究领域的重要研究手段,并已经取得了许多重要研究成果。在地球科学中,高温高压实验为人们认识地球内部的物质组成和状态以及成岩成矿作用等提供了大量的实验数据。例如,通过对地幔岩石的高温高压实验研究,人们认识到地幔约650km的地震波不连续面是由于橄榄石/辉石-钙钛矿结构的相转变所致。在物理和化学领域,超高压可以使原子之间的距离缩短而发生电子层之间的相互作用,并使电子层结构发生改变而形成完全不同于常压下物质的化学键。例如,至今已经认识到在足够高的压力下任何物质都会发生非金属与金属态之间的转变。其中,钠和锂在高压下不仅发生金属态向绝缘体的转变,而且在室温和100万个大气压下发生熔化的现象至今仍无法理解和解释。在材料科学中,高压实验研究使人们认识到常压低温下为非超导的物质在高压低温下具有超导性质。例如,除了已知23种元素在常压低温下具有超导性质外,还发现有29种元素在高压下具有超导性质。除纯物质外,在高压条件下获得的Hg-Ba-Ca铜酸盐是至今具有最高超导温度的材料(在30Pa压力下的超导转变温度达164K)。这为寻找和合成超导物质指引了一条新的途径。另外,高温高压还可以将元素合成为许多具有重要或优良性质的新材料,如氮化硼等超硬材料、磁性材料、热电材料、储氢材料及太阳能材料等。近些年,高压(高温)实验也已经在油气成因以及生物学领域中得到应用。在自然界(如地球内部、海底和水体)、工程技术( ...
【技术保护点】
一种高温高压流体‑固体相互作用的试验装置,其特征在于:包括压力容器(2),所述压力容器(2)水平方向内设置有对称密封的两轴向压杆(3,4),所述两压杆(3,4)间放置试样(5),一压杆(3)外端连接加载装置(7)以及布置有位移检测装置(22),另一压杆(4)外端连接压力传感器(8),所述加载装置(7)、位移检测装置(22)和压力传感器(8)固定连接到底座(1)上,所述压力容器(2)外套接有加热试样(5)的加热装置(6),其表面设置有压液口(9)和光学窗口(10),所述加热装置(6)置于底座(1)的凹槽(26)内,与压力容器(2)接触面设置有温度传感器(29),所述压液口(9)连通到试样(5)放置处,所述光学窗口(10)正对试样(5)中心,且安装有观察试样(5)显微白光像和显微光谱的光学测量系统(30)。
【技术特征摘要】
1.一种高温高压流体-固体相互作用的试验装置,其特征在于:包括压力容器(2),所述压力容器(2)水平方向内设置有对称密封的两轴向压杆(3,4),所述两压杆(3,4)间放置试样(5),一压杆(3)外端连接加载装置(7)以及布置有位移检测装置(22),另一压杆(4)外端连接压力传感器(8),所述加载装置(7)、位移检测装置(22)和压力传感器(8)固定连接到底座(1)上,所述压力容器(2)外套接有加热试样(5)的加热装置(6),其表面设置有压液口(9)和光学窗口(10),所述加热装置(6)置于底座(1)的凹槽(26)内,与压力容器(2)接触面设置有温度传感器(29),所述压液口(9)连通到试样(5)放置处,所述光学窗口(10)正对试样(5)中心,且安装有观察试样(5)显微白光像和显微光谱的光学测量系统(30)。2.根据权利要求1所述的一种高温高压流体-固体相互作用的试验装置,其特征在于:所述位移检测装置(22)、压力传感器(8)、温度传感器(29)、加热装置(6)、光学测量系统(30)连接到控制器,控制器还连接有液压传感器和液压泵,并通过导线连接到上位机。3.根据权利要求1所述的一种高温高压流体-固体相互作用的试验装置,其特征在于:位移检测装置(22)设置两个,分别分布在两压杆(3,4)的两外端,其结构包括位移传感器(32,24)和刚性薄片条(33,23),所述刚性薄片条(33,23)一端连接在压杆(3,4)端部,其另一端接触有位移传感器(32,24)探头,所述位移传感器(33,24)固定连接在底座(1)侧壁上。4.根据权利要求1所述的一种高温高压流体-固体相互作用的试验装置,其特征在于:加载装置(7)包括加力螺钉(18)和转接件(19),所述加力螺钉(18)可螺旋移动地连接在底座(1)侧壁上,其螺纹端部中心连接有转接件(19),转接件(19)端部设置有万向球头(20),万向球头(20)将力传递到左侧压杆(3)。5.根据权利要求4所述的一种高温高压流体-固体相互作用的试验装置,其特征在于:所述转接件(19)为台阶轴,其小轴(34)插入加力螺钉(18)中部的盲孔(35)内,并在小轴(34)上套接有压缩弹簧(21),压缩弹簧(21)一端抵靠在加力螺钉(18)端面上,其另一端抵靠在转接件(19)大轴端面上。6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:李和平,李胜斌,陈琳,周宏斌,杨美琪,徐惠刚,
申请(专利权)人:中国科学院地球化学研究所,
类型:发明
国别省市:贵州;52
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