हमारे और अन्य ग्रहों के अंदरूनी हिस्सों में स्थितियों का अनुकरण करने के लिए बाहरी रूप से गर्म हीरा निविल सेल एक साथ उच्च दबाव और उच्च तापमान उत्पन्न कर सकता है। इस तकनीक का मुख्य लाभ यह है कि इसे विभिन्न स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीकों जैसे ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी, एक्स-रे विवर्तन, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी और ब्रिलोइन बिखरने के साथ जोड़ा जा सकता है। इस तकनीक का उपयोग चट्टानी ग्रहों और चंद्रमा के अंदरूनी हिस्सों का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
यह भी ठोस राज्य भौतिकी और रसायन विज्ञान में चरम स्थिति के तहत सामग्री संपत्ति की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । इस प्रोटोकॉल का सबसे चुनौतीपूर्ण हिस्सा प्लेसमेंट और हीरे के लिए थर्मल जोड़े की स्थिरता है। इन चरणों को करते समय सावधानीपूर्वक निर्देश का पालन करना महत्वपूर्ण है।
इस प्रोटोकॉल में कई हाथों-हाथ कदम शामिल हैं, जहां आपका प्रदर्शन महत्वपूर्ण है, ताकि दर्शकों को पालन करने के लिए पर्याप्त विवरण प्रदान किया जा सके। प्लैटिनम रोडियम तार को तीन बराबर लंबाई में काटकर शुरू करें, लगभग 44 सेंटीमीटर प्रत्येक। ध्यान से हीटर बेस में छेद के माध्यम से प्रत्येक तार हवा, बिजली की आपूर्ति के लिए कनेक्शन के लिए हीटर आधार के बाहर के बारे में 10 सेंटीमीटर छोड़ ।
सुनिश्चित करें कि तार आधार के गटर से कम है। यदि यह गटर से अधिक है, तो इसे दबाने के लिए उचित फ्लैटहेड पेचकश का उपयोग करें। विद्युत प्रतिरोध को कम करने के लिए, 10 सेंटीमीटर एक्सटेंशन तारों पर अधिक तारों को हवा दें।
रिंग हीटर बेस के बाहर विस्तार, तारों की रक्षा के लिए दो छोटे सिरेमिक विद्युत इन्सुलेट आस्तीन का उपयोग करें। 100 से 13 के अनुपात में पानी के साथ सीमेंट चिपकने वाला मिलाएं, और उन ट्यूबों को रिंग हीटर बेस पर ठीक करने के लिए मिश्रण का उपयोग करें। इसके बाद सीमेंट को ठीक होने दें।
विद्युत चिपकने वाला पुट्टी के साथ हीटर के प्रत्येक पक्ष के लिए एक अभ्रक अंगूठी संलग्न करके तार को बचाना। समर्थन सीटों के साथ हीरे संरेखित करने के लिए बढ़ते जिग्स का उपयोग करें। फिर काले एपॉक्सी के साथ समर्थन सीट पर हीरे गोंद।
काले एपॉक्सी को हीरे के करधनी से कम होना चाहिए, उच्च तापमान सीमेंट के लिए कुछ जगह छोड़नी चाहिए। सीटों और डायमंड एनविल सेल, या डैक, गोंद अभ्रक या सीटों के नीचे अभ्रक के छल्ले को थर्मल रूप से बचाने के लिए। एक BX90 डैक में हीरे के साथ सीटों रखो ।
और ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के नीचे दो हीरे संरेखित करें। दो हीरे के बीच रूमियम गैसकेट रखें, और धीरे-धीरे डैक के चार शिकंजा को लगभग 30 से 45 माइक्रोमीटर तक गैसकेट को प्री-इंडेंट करने के लिए कस लें। एक विद्युत निर्वहन मशीन, या एक लेजर माइक्रो ड्रिलिंग मशीन के साथ इंडेंटेशन के केंद्र में एक छेद ड्रिल करें।
डैक के पिस्टन पक्ष की सीट पर सीमेंट मिश्रण के साथ अभ्रक के दो छोटे टुकड़ों को ठीक करें, ताकि सीट से थर्मल जोड़ों को विद्युत रूप से बचाया जा सके। डैक के पिस्टन पक्ष में दो कश्मीर-प्रकार या आर-प्रकार थर्मल जोड़ों को संलग्न करें, यह सुनिश्चित करते हुए कि थर्मल जोड़ों की युक्तियां क्यूलेट के करीब हीरे को छूती हैं। फिर, थर्मल कपल स्थिति को ठीक करने के लिए उच्च तापमान सीमेंट मिश्रण का उपयोग करें, और डैक के दोनों किनारों पर काले एपॉक्सी को कवर करें।
हीटर बेस के आकार में 2300 डिग्री फारेनहाइट सिरेमिक टेप को काटने के लिए कार्बन डाइऑक्साइड लेजर ड्रिलिंग मशीन का उपयोग करें, और इसे डैक के दोनों किनारों पर रखें, यदि आवश्यक हो तो चिपकने वाले पुट्टी के साथ ठीक करें। हीटर को BX90 डैक के पिस्टन साइड पर रखें, और हीटर और डैक वॉल के बीच के गैप को भरने के लिए कुछ सिरेमिक टेप का इस्तेमाल करें । ड्रिलिंग द्वारा पेश धातु के टुकड़ों से छुटकारा पाने के लिए, सुई के साथ गैसकेट के नमूना कक्ष छेद को साफ करें।
इसके बाद 5 से 10 मिनट तक गैसकेट को साफ करने के लिए अल्ट्रासोनिक क्लीनर का इस्तेमाल करें। गैसकेट का समर्थन करने के लिए डैक के पिस्टन पक्ष पर हीरे के चारों ओर चिपकने वाली पुट्टी की दो छोटी गेंदें रखो। फिर ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के तहत क्यूलेट के केंद्र से मेल खाने के लिए गैसकेट के नमूना कक्ष छेद को संरेखित करें।
नमूना कक्ष में एक या एक से अधिक माणिक क्षेत्रों और सोने का एक टुकड़ा लोड करें। इसके बाद सैंपल चैंबर में आसुत पानी की एक बूंद लोड करें। डैक को बंद करें और चारों शिकंजा कसकर इसे सेक करें।
रमन स्पेक्ट्रोमीटर के साथ रूबी क्षेत्रों के फ्लोरेसेंस को मापकर नमूने के दबाव का निर्धारण करें। ध्यान से चार शिकंजा मोड़ द्वारा नमूना सेक। और दबाव की निगरानी जब तक यह बर्फ सातवीं के स्थिरता क्षेत्र तक पहुंचता है ।
लक्ष्य दबाव आमतौर पर 300 केल्विन पर 2 और 10 गीगापास्कल के बीच होता है। कंप्यूटर से जुड़े कैमरे के साथ ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के नीचे बाहरी रूप से गर्म डैक रखो। थर्मल माइक्रोस्कोप के संचारित प्रकाश पथ को अवरुद्ध किए बिना, माइक्रोस्कोप चरण के साथ डैक को बचाता है।
थर्मल कपल को थर्मामीटर से कनेक्ट करें, और हीटर को डीसी पावर सप्लाई से कनेक्ट करें। उच्च दबाव बर्फ सातवीं के पिघलने के तापमान से अधिक है कि एक तापमान को गर्म करने पर, बर्फ सातवीं क्रिस्टल के पिघलने की निगरानी । तरल पानी को क्रिस्टलाइज करने की अनुमति देने के लिए नमूना कक्ष को बुझाएं।
फिर तापमान बढ़ाएं जब तक कि कुछ छोटे बर्फ क्रिस्टल पिघला न जाएं। हीटिंग और कूलिंग चक्र को कई बार दोहराएं, जब तक कि नमूना कक्ष में केवल एक या कुछ बड़े अनाज न रहें। संकुचित पानी के नमूने के बारे में छह गीगापाल पर एक बाहरी गर्म डैक के लिए गर्म किया गया था, ८५० केल्विन तक, एक क्रिस्टल बर्फ सातवीं बनाने के लिए ।
हीटिंग और कूलिंग के कई चक्रों के बाद एक बड़े एकल क्रिस्टल का संश्लेषण किया गया था। संश्लेषित एकल क्रिस्टलीकृत सातवीं का उपयोग सिंक्रोट्रॉन एक्स-रे विवर्तन और ब्रिलोयूइन स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए उच्च दबाव और उच्च तापमान पर किया गया था। तापमान शक्ति संबंध निर्धारित किया गया था।
क्रिस्टल थोड़ा जाली तनाव था और संपीड़न और हीटिंग के बाद अपनी अच्छी गुणवत्ता बनाए रखा । जैसा कि सिंक्रोट्रॉन-आधारित एकल क्रिस्टल एक्स-रे विवर्तन छवियों पर तेज ब्रैग विवर्तन चोटियों द्वारा इंगित किया गया है। विवर्तन पैटर्न को घन संरचना के साथ अनुक्रमित किया जा सकता है।
ध्वनि वेग और लोचदार मोडुली उच्च दबाव और उच्च तापमान ब्रिलियुइन बिखरने माप द्वारा प्राप्त किए गए थे। इस प्रोटोकॉल का प्रयास करते समय, थर्मल जोड़ों का प्लेसमेंट बहुत महत्वपूर्ण है। थर्मल जोड़ों को सीटों और डैक के आसपास विद्युत रूप से अछूता होना चाहिए, और यह हीरे के क्यूलेट के करीब होना चाहिए।
बाहरी गर्म हीरा निविल सेल को अक्सर रैमेन, एफटीआर और कई सिंक्रोट्रॉन विकिरण स्पेक्ट्रोस्कोपिक विधियों के साथ जोड़ा जाता है, जैसे एक्स-रे विवर्तन, उच्च तापमान स्थितियों में उच्च दबाव पर सीटू में सामग्रियों के गुणों के साथ संयुक्त होता है। जो लोग डायमंड निविल सेल से परिचित हैं, उनके लिए इस तकनीक को आसानी से सीखा जा सकता है ताकि न केवल उच्च दबाव पर प्रदर्शन को सक्षम किया जा सके, बल्कि भविष्य के अध्ययनों में उच्च तापमान मापन भी किया जा सके।