תא סדן יהלום מחומם חיצונית יכול ליצור בו זמנית לחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה, כדי לדמות את התנאים שלנו ואת פנים כוכבי לכת אחרים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן לשלב אותה עם טכניקות ספקטרוסקופיות שונות, כגון מיקרוסקופיה אופטית, דיפראקציה של קרני רנטגן, ספקטרוסקופיה של אמן, פיזור ברילואין. טכניקה זו משמשת לחקר פנים של כוכבי לכת סלעיים והירח.
זה יכול לשמש גם כדי לחקור את המאפיין החומרי במצב קיצוני בפיזיקה מצב מוצק וכימיה. החלק המאתגר ביותר בפרוטוקול זה הוא המיקום והגוף של הזוג התרמי ליהלומים. חשוב לעקוב בזהירות אחר ההוראה בעת ביצוע שלבים אלה.
פרוטוקול זה כולל שלבים מעשיים רבים, שבהם ההדגמה שלך היא קריטית, על מנת לספק פרטים מספיקים כדי שהקהל יעקוב אחריהם. התחל על ידי חיתוך חוט הרודיום פלטינה לשלושה אורכים שווים, כ 44 ס"מ כל אחד. בזהירות רוח כל חוט דרך החורים בבסיס התנור, משאיר כ 10 ס"מ מחוץ לבסיס התנור לחיבור לאספקת החשמל.
ודא כי החוט הוא נמוך יותר מאשר המרזבים של הבסיס. אם הוא גבוה יותר מהביוב, השתמש במברג שטוח מתאים כדי ללחוץ עליו. רוח יותר חוטים על חוטי הארכה 10 ס"מ, כדי להפחית את ההתנגדות החשמלית.
השתמש בשני שרוולי בידוד חשמליים קרמיים קטנים כדי להגן על החוטים, המשתרעים מחוץ לבסיס תנור הטבעת. מערבבים דבק מלט עם מים, ביחס של 100 עד 13, ולהשתמש בתערובת כדי לתקן את הצינורות האלה לבסיס תנור הטבעת. אז תן למלט לרפא.
לבודד חשמלית את החוט על ידי חיבור טבעת נציץ אחת לכל צד של התנור עם כבד דבק. השתמש ב- jigs הרכבה כדי ליישר את היהלומים עם מושבים תומכים. לאחר מכן הדבק את היהלום למושב האחורי עם אפוקסי שחור.
אפוקסי שחור צריך להיות נמוך יותר מאשר המחוך של היהלום, כדי להשאיר קצת מקום מלט בטמפרטורה גבוהה. כדי לבודד תרמית את המושבים ואת תא הסדן היהלום, או DAC, דבק נציץ או למקם טבעות נציץ מתחת למושבים. שים את המושבים עם היהלומים לתוך BX90 DAC.
וליישר שני יהלומים מתחת למיקרוסקופ האופטי. מניחים את אטם הרניום בין שני היהלומים, ומהדקים בעדינות את ארבעת הברגים של ה- DAC כדי להסיט מראש את אטם לכ-30 עד 45 מיקרומטר. לקדוח חור במרכז הכניסה עם מכונת פריקה חשמלית, או מכונת קידוח מיקרו לייזר.
לתקן שתי חתיכות קטנות של נציץ עם תערובת מלט על המושב של הצד בוכנה של DAC, כדי לבודד חשמלית את הזוגות התרמיים מהמושב. חבר שני זוגות תרמיים מסוג K או R לצד הבוכנה של ה- DAC, והבטח כי קצות הזוגות התרמיים נוגעים ביהלום קרוב לקולט. לאחר מכן, השתמש בתערובת מלט בטמפרטורה גבוהה כדי לתקן את תנוחת הזוג התרמי, ולכסות את אפוקסי שחור משני צידי DAC.
השתמש במכונת קידוח לייזר פחמן דו חמצני לחתוך את 2300 מעלות Fahrenheit סרט קרמיקה בצורת בסיס התנור, ולמקם אותו משני צידי DAC, לתקן אותו עם דביקות אם יש צורך. מניחים את התנור בצד הבוכנה של BX90 DAC, ולהשתמש כמה סרט קרמיקה כדי למלא את הפער בין התנור לבין קיר DAC. נקה את חור התא לדוגמה של אטם עם מחט, כדי להיפטר שברי המתכת שהוצגו על ידי הקידוח.
ואז להשתמש מנקה קולי כדי לנקות את אטם במשך 5 עד 10 דקות. שים שני כדורים קטנים של דבק סביב היהלום בצד הבוכנה של DAC כדי לתמוך ב אטם. לאחר מכן ליישר את החור בתא המדגם של אטם כדי להתאים את מרכז culet, מתחת למיקרוסקופ אופטי.
טען כדור אודם אחד או יותר ופיסת זהב אחת לתוך תא הדגימה. ואז לטעון טיפה של מים מזוקקים בתא המדגם. סגור את ה- DAC ודחוס אותו, על-ידי הידוק ארבעת הברגים.
לקבוע את הלחץ של המדגם על ידי מדידת הפלואורסצנטיות של כדורי אודם עם ספקטרומטר אמן. לדחוס בזהירות את המדגם על ידי הפיכת ארבעת הברגים. ולפקח על הלחץ עד שהוא מגיע לשדה היציבות של קרח השביעי.
לחץ היעד הוא בדרך כלל בין 2 ל -10 ג'יגה-פים ב-300 קלווין. שים את DAC מחומם חיצונית מתחת למיקרוסקופ אופטי עם מצלמה מחוברת למחשב. לבודד תרמית את DAC עם שלב המיקרוסקופ, מבלי לחסום את נתיב האור המועבר של המיקרוסקופ.
חבר את הזוג התרמי למטחום וחבר את התנור לאספקת חשמל DC. לפקח על המסת גבישי קרח VII, עם חימום לטמפרטורה גבוהה יותר מאשר טמפרטורת ההמסה של קרח בלחץ גבוה השביעי. הרוו את תא הדגימה כדי לאפשר למים הנוזליים להתגבש.
ואז להגדיל את הטמפרטורה עד כמה גבישי קרח קטנים יותר הם מותכת. חזור על מחזורי החימום והקירור כמה פעמים, עד שרק גרגר אחד או כמה גדולים יותר יישארו בתא המדגם. דגימת המים הדחוסים התחממה ל-DAC מחומם חיצונית בסביבות שישה ג'יגה-פים, עד 850 קלווין, כדי ליצור גביש אחד קרח VII.
גביש יחיד גדול היה מסונתז לאחר מספר מחזורים של חימום וקירור. VII מסנתז יחיד מפויש נוצל עבור דיפראקציה רנטגן synchrotron, ו ספקטרוסקופיה ברילואין, בלחץ גבוה וטמפרטורה גבוהה. יחסי כוח הטמפרטורה נקבעו.
לקריסטל היה מעט מתח סריג ושמר על איכותו הטובה לאחר דחיסה וחימום. כפי שצוין על ידי פסגות דיפוזיה בראג חדות בתמונות דיפוזיה מבוססות סינכרון קריסטל יחיד רנטגן. ניתן ליצור אינדקס בתבנית ההידור עם מבנה מעוקב.
מהירות הקול והמודולי האלסטי הושגו על ידי לחץ גבוה ומדידות פיזור ברילואין בטמפרטורה גבוהה. בעת ניסיון פרוטוקול זה, המיקום של זוגות תרמיים חשוב מאוד. הזוגות התרמיים צריכים להיות מבודדים חשמלית סביב המושבים וה- DAC, וזה צריך להיות קרוב לקולטה של היהלום.
תא סדן היהלום המחומם החיצוני משולב לעתים קרובות עם ראמן, FTIR, ושיטות ספקטרוסקופיות רבות של קרינת סינכרוטרון, כגון עקיפת קרני רנטגן, בשילוב עם תכונות של חומרים במקום בלחץ גבוה בתנאי טמפרטורה גבוהים. עבור אלה המכירים תא סדן יהלום, טכניקה זו ניתן ללמוד בקלות כדי לאפשר ביצועים על לא רק בלחץ גבוה, אלא גם מדידות טמפרטורה גבוהה במחקרים עתידיים.
