一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机及压力标定方法技术

本发明专利技术的一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机及压力标定方法，属于极端条件下物理量测量的技术领域。其结构由压力传导模块，压力标定模块和加温实验模块三部分组成，根据同轴轴向总压力相等，拟合P

【技术实现步骤摘要】
一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机及压力标定方法
：本专利技术属于极端条件下物理量测量的
，特别涉及一种高温条件下金刚石对顶砧样品腔内实时压力的测量装置和方法。
技术介绍
：金刚石对顶砧(DiamondAnvilCell,简称DAC)是目前唯一能够产生百万大气压静态压力的科学装置，是高压科学与技术研究领域中最重要的科学仪器。其主要利用特制的两颗金刚石压砧经过调平对中后，在两个砧面共轴且平行的砧面间对样品进行挤压，从而使样品获得极端压力测试条件。借助DAC技术可以实现多种物理研究，如物质结构研究、拉曼光谱研究、荧光光谱研究、磁变换研究、电学性质研究和热学性质研究等。在使用DAC进行高压试验时，其样品腔内压力的测量与标定是最后数据处理及分析必不可少的重要物理量。现有研究中，较低压力范围内DAC压腔内压力的准确标定主要是利用红宝石荧光法，即红宝石受到压力作用时，其在激光下得到的光谱峰位将会发生规律性变化，通过对峰位的规律变化的数值计算，就可以得到此时压腔内的压力值。但红宝石荧光法极易受到红宝石所处环境温度的影响，当温度不能稳定在室温状态时，其在某一压力下的荧光峰强度和荧光峰位置都将发生改变，从而导致压腔内压力值计算时出现较大误差，影响压力值的准确性。而且在利用现有DAC技术进行高温高压试验时，不可避免的都会使得红宝石所处的环境温度出现变化，从而难以获得准确的实验压力值。正是由于上述原因，在DAC进行高温高压试验时，如何在已经建立的现有红宝石压力与荧光峰峰位关系的基础上，通过全新的DAC压机设计和方法建立，从而避免复杂的标压操作和压力计算建模过程，已经成为了DAC高温高压试验研究着重点之一。因此，提供一种高温原位压力标定装置及方法，将对整个高压物理学以及地球科学的发展都产生及其重大的意义。
技术实现思路
：本专利技术要解决的技术问题是：通过DAC压力产生和传递原理的综合分析与实践，克服
技术介绍
存在的不足，提供一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机以及一种压力标定方法。从而消除DAC进行高温试验时，温度变化对压力计算结果影响，实现高温环境下DAC压腔内实时压力值的准确测量。本专利技术的具体技术方案如下：一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机，包括：压力传导模块、压力标定模块和加温实验模块三部分，其特征在于：所述的压力传导模块的上下表面分别设有上限位柱1、下限位柱2，压力传导模块的轴心有主透光孔6贯穿压力传导模块的上下表面，压力传导模块的侧壁上有垂直于压力传导模块轴线的辅助透光孔5，内部留有水冷腔3和水冷腔外接孔4，水冷腔外接孔4用于水冷腔3与外界导通，压力传导模块的侧壁上还有平行于压力传导模块轴线的加压柱通孔7；所述的压力标定模块包括压力标定上滑块10、压力标定下滑块13、压力标定上滑块导向柱12、压力标定梯形垫块9、压力标定梯形垫块调整螺丝11、压力标定球形垫块床体16、压力标定球形垫块床体位置调整螺丝21、压力标定球形垫块15、压力标定球形垫块调整盖板18、压力标定球形垫块调整盖板螺丝14、压力标定金刚石压砧19、压力标定承压垫片20、压力标定限位孔8、加压柱沉头通孔22、压力标定上滑块导向柱通孔23和加压柱螺纹孔24；其中，压力标定上滑块导向柱12用于限制压力标定上滑块10和压力标定下滑块13的位置关系；压力标定梯形垫块9由压力标定梯形垫块调整螺丝11固定于压力标定上滑块10上；压力标定球形垫块床体16由压力标定球形垫块床体位置调整螺丝21固定于压力标定下滑块13上，压力标定球形垫块15安放于压力标定球形垫块床体16上；压力标定球形垫块调整盖板18由压力标定球形垫块调整盖板螺丝14固定于压力标定球形垫块床体16上；压力标定金刚石压砧19安放于压力标定梯形垫块9和压力标定球形垫块15之间，压力标定承压垫片20夹放于压力标定金刚石压砧19之间；压力标定限位孔8、加压柱沉头通孔22、压力标定上滑块导向柱通孔23分布于压力标定上滑块10上；加压柱螺纹孔24分布于压力标定下滑块13上，压力标定上滑块10上和压力标定下滑块13上还分布有调整螺丝孔17；所述的加温实验模块包括加温模块上滑块32、加温模块下滑块27、加温模块上滑块导向柱35、加温模块梯形垫块30、加温模块梯形垫块调整螺丝29、梯形垫块隔热层31、金刚石压砧隔热层39、加温模块球形垫块床体34、加温模块球形垫块床体位置调整螺丝28、球形垫块床体隔热层25、加温模块球形垫块36、加温模块球形垫块调整盖板33、加温模块球形垫块调整盖板螺丝26、加温模块金刚石压砧37、加温模块承压垫片38、调整螺丝孔17、加温模块上滑块加压柱通孔41、加温模块上滑块导向柱通孔42、加温模块限位孔40、加温模块下滑块加压柱通孔43；其中，加温模块上滑块导向柱35用于限制加温模块上滑块32和加温模块下滑块27位置关系；加温模块梯形垫块30由加温模块梯形垫块调整螺丝29固定于加温模块上滑块32上；梯形垫块隔热层31夹在加温模块上滑块32和加温模块梯形垫块30之间；加温模块球形垫块床体34由加温模块球形垫块床体位置调整螺丝28固定在加温模块下滑块27上；球形垫块床体隔热层25夹在加温模块球形垫块床体34和加温模块下滑块27之间；加温模块球形垫块36安放于加温模块球形垫块床体34上；加温模块球形垫块调整盖板33由加温模块球形垫块调整盖板螺丝26固定于加温模块球形垫块床体34上；金刚石压砧隔热层39安放于加温模块梯形垫块30和加温模块球形垫块36上；加温模块金刚石压砧37夹在金刚石压砧隔热层39之间；加温模块承压垫片38夹在加温模块金刚石压砧37之间的；加温模块上滑块加压柱通孔41、加温模块上滑块导向柱通孔42分布于加温模块上滑块32上；加温模块限位孔40、加温模块下滑块加压柱通孔43分布于加温模块下滑块27上；加温模块上滑块32上和加温模块下滑块27上还分布有调整螺丝孔17；所述的压力传导模块通过上限位柱1与压力标定限位孔8相互配合，下限位柱2与加温模块限位孔40相互配合组装成为一体；加压柱44依次通过加温模块上滑块加压柱通孔41、加温模块下滑块加压柱通孔43、加压柱沉头通孔22，并旋入压力标定下滑块加压柱螺纹孔24进行紧固加压，组成本专利技术的一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机。作为优选，上限位柱1直径是压力标定限位孔8直径的0.98-0.99倍，下限位柱2直径是加温模块限位孔40直径的0.98-0.99倍。一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机的压力标定方法，步骤包括：首先，通过旋入在调整螺丝孔17内的压力标定梯形垫块调整螺丝11、压力标定球形垫块床体位置调整螺丝21、加温模块球形垫块床体位置调整螺丝28、加温模块梯形垫块调整螺丝29的调节作用，使得加温模块金刚石压砧37和压力标定金刚石压砧19同轴心；之后，在压力标定金刚石压砧19与压力标定承压垫片20接触面之间的轴心位置，以及加温模块金刚石压砧37与加温模块承压垫片38接触面轴心的位置，分别放置红宝石，并采用红宝石荧光法标定红宝石初始荧光峰位置；然后，根据实验本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机，包括：压力传导模块、压力标定模块和加温实验模块三部分，其特征在于：/n所述的压力传导模块的上下表面分别设有上限位柱(1)、下限位柱(2)，压力传导模块的轴心有主透光孔(6)贯穿压力传导模块的上下表面，压力传导模块的侧壁上有垂直于压力传导模块轴线的辅助透光孔(5)，内部留有水冷腔(3)和水冷腔外接孔(4)，水冷腔外接孔(4)用于水冷腔(3)与外界导通，压力传导模块的侧壁上还有平行于压力传导模块轴线的加压柱通孔(7)；/n所述的压力标定模块包括压力标定上滑块(10)、压力标定下滑块(13)、压力标定上滑块导向柱(12)、压力标定梯形垫块(9)、压力标定梯形垫块调整螺丝(11)、压力标定球形垫块床体(16)、压力标定球形垫块床体位置调整螺丝(21)、压力标定球形垫块(15)、压力标定球形垫块调整盖板(18)、压力标定球形垫块调整盖板螺丝(14)、压力标定金刚石压砧(19)、压力标定承压垫片(20)、压力标定限位孔(8)、加压柱沉头通孔(22)、压力标定上滑块导向柱通孔(23)和加压柱螺纹孔(24)；其中，压力标定上滑块导向柱(12)用于限制压力标定上滑块(10)和压力标定下滑块(13)的位置关系；压力标定梯形垫块(9)由压力标定梯形垫块调整螺丝(11)固定于压力标定上滑块(10)上；压力标定球形垫块床体(16)由压力标定球形垫块床体位置调整螺丝(21)固定于压力标定下滑块(13)上，压力标定球形垫块(15)安放于压力标定球形垫块床体(16)上；压力标定球形垫块调整盖板(18)由压力标定球形垫块调整盖板螺丝(14)固定于压力标定球形垫块床体(16)上；压力标定金刚石压砧(19)安放于压力标定梯形垫块(9)和压力标定球形垫块(15)之间，压力标定承压垫片(20)夹放于压力标定金刚石压砧(19)之间；压力标定限位孔(8)、加压柱沉头通孔(22)、压力标定上滑块导向柱通孔(23)分布于压力标定上滑块(10)上；加压柱螺纹孔(24)分布于压力标定下滑块(13)上，压力标定上滑块(10)上和压力标定下滑块(13)上还分布有调整螺丝孔(17)；/n所述的加温实验模块包括加温模块上滑块(32)、加温模块下滑块(27)、加温模块上滑块导向柱(35)、加温模块梯形垫块(30)、加温模块梯形垫块调整螺丝(29)、梯形垫块隔热层(31)、金刚石压砧隔热层(39)、加温模块球形垫块床体(34)、加温模块球形垫块床体位置调整螺丝(28)、球形垫块床体隔热层(25)、加温模块球形垫块(36)、加温模块球形垫块调整盖板(33)、加温模块球形垫块调整盖板螺丝(26)、加温模块金刚石压砧(37)、加温模块承压垫片(38)、调整螺丝孔(17)、加温模块上滑块加压柱通孔(41)、加温模块上滑块导向柱通孔(42)、加温模块限位孔(40)、加温模块下滑块加压柱通孔(43)；其中，加温模块上滑块导向柱(35)用于限制加温模块上滑块(32)和加温模块下滑块(27)位置关系；加温模块梯形垫块(30)由加温模块梯形垫块调整螺丝(29)固定于加温模块上滑块(32)上；梯形垫块隔热层(31)夹在加温模块上滑块(32)和加温模块梯形垫块(30)之间；加温模块球形垫块床体(34)由加温模块球形垫块床体位置调整螺丝(28)固定在加温模块下滑块(27)上；球形垫块床体隔热层(25)夹在加温模块球形垫块床体(34)和加温模块下滑块(27)之间；加温模块球形垫块(36)安放于加温模块球形垫块床体(34)上；加温模块球形垫块调整盖板(33)由加温模块球形垫块调整盖板螺丝(26)固定于加温模块球形垫块床体(34)上；金刚石压砧隔热层(39)安放于加温模块梯形垫块(30)和加温模块球形垫块(36)上；加温模块金刚石压砧(37)夹在金刚石压砧隔热层(39)之间；加温模块承压垫片(38)夹在加温模块金刚石压砧(37)之间的；加温模块上滑块加压柱通孔(41)、加温模块上滑块导向柱通孔(42)分布于加温模块上滑块(32)上；加温模块限位孔(40)、加温模块下滑块加压柱通孔(43)分布于加温模块下滑块(27)上；加温模块上滑块(32)上和加温模块下滑块(27)上还分布有调整螺丝孔(17)；/n所述的压力传导模块通过上限位柱(1)与压力标定限位孔(8)相互配合，下限位柱(2)与加温模块限位孔(40)相互配合组装成为一体；加压柱(44)依次通过加温模块上滑块加压柱通孔(41)、加温模块下滑块加压柱通孔(43)、加压柱沉头通孔(22)，并旋入压力标定下滑块加压柱螺纹孔(24)进行紧固加压，组成本专利技术的一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高温原位压力标定金刚石对顶砧压机，包括：压力传导模块、压力标定模块和加温实验模块三部分，其特征在于：
所述的压力传导模块的上下表面分别设有上限位柱(1)、下限位柱(2)，压力传导模块的轴心有主透光孔(6)贯穿压力传导模块的上下表面，压力传导模块的侧壁上有垂直于压力传导模块轴线的辅助透光孔(5)，内部留有水冷腔(3)和水冷腔外接孔(4)，水冷腔外接孔(4)用于水冷腔(3)与外界导通，压力传导模块的侧壁上还有平行于压力传导模块轴线的加压柱通孔(7)；
所述的压力标定模块包括压力标定上滑块(10)、压力标定下滑块(13)、压力标定上滑块导向柱(12)、压力标定梯形垫块(9)、压力标定梯形垫块调整螺丝(11)、压力标定球形垫块床体(16)、压力标定球形垫块床体位置调整螺丝(21)、压力标定球形垫块(15)、压力标定球形垫块调整盖板(18)、压力标定球形垫块调整盖板螺丝(14)、压力标定金刚石压砧(19)、压力标定承压垫片(20)、压力标定限位孔(8)、加压柱沉头通孔(22)、压力标定上滑块导向柱通孔(23)和加压柱螺纹孔(24)；其中，压力标定上滑块导向柱(12)用于限制压力标定上滑块(10)和压力标定下滑块(13)的位置关系；压力标定梯形垫块(9)由压力标定梯形垫块调整螺丝(11)固定于压力标定上滑块(10)上；压力标定球形垫块床体(16)由压力标定球形垫块床体位置调整螺丝(21)固定于压力标定下滑块(13)上，压力标定球形垫块(15)安放于压力标定球形垫块床体(16)上；压力标定球形垫块调整盖板(18)由压力标定球形垫块调整盖板螺丝(14)固定于压力标定球形垫块床体(16)上；压力标定金刚石压砧(19)安放于压力标定梯形垫块(9)和压力标定球形垫块(15)之间，压力标定承压垫片(20)夹放于压力标定金刚石压砧(19)之间；压力标定限位孔(8)、加压柱沉头通孔(22)、压力标定上滑块导向柱通孔(23)分布于压力标定上滑块(10)上；加压柱螺纹孔(24)分布于压力标定下滑块(13)上，压力标定上滑块(10)上和压力标定下滑块(13)上还分布有调整螺丝孔(17)；
所述的加温实验模块包括加温模块上滑块(32)、加温模块下滑块(27)、加温模块上滑块导向柱(35)、加温模块梯形垫块(30)、加温模块梯形垫块调整螺丝(29)、梯形垫块隔热层(31)、金刚石压砧隔热层(39)、加温模块球形垫块床体(34)、加温模块球形垫块床体位置调整螺丝(28)、球形垫块床体隔热层(25)、加温模块球形垫块(36)、加温模块球形垫块调整盖板(33)、加温模块球形垫块调整盖板螺丝(26)、加温模块金刚石压砧(37)、加温模块承压垫片(38)、调整螺丝孔(17)、加温模块上滑块加压柱通孔(41)、加温模块上滑块导向柱通孔(42)、加温模块限位孔(40)、加温模块下滑块加压柱通孔(43)；其中，加温模块上滑块导向柱(35)用于限制加温模块上滑块(32)和加温模块下滑块(27)位置关系；加温模块梯形垫块(30)由加温模块梯形垫块调整螺丝(29)固定于加温模块上滑块(32)上；梯形...

【专利技术属性】
技术研发人员：高春晓，曹敏，蒋大伟，韩永昊，岳冬辉，贾彩红，刘浩，赵星星，张晓彤，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22