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Viscosity change and structural transition of molten Fe at 5 GPa

5GPaでの溶融鉄の粘性及び構造の変化

寺崎 英紀*; 加藤 工*; 浦川 啓*; 舟越 賢一*; 佐藤 公則*; 鈴木 昭夫*; 岡田 卓

Terasaki, Hidenori*; Kato, Takumi*; Urakawa, Satoru*; Funakoshi, Kenichi*; Sato, Kiminori*; Suzuki, Akio*; Okada, Taku

高圧下における溶融純鉄の粘性その場測定を、X線影像落球法によりおこなった。約2000Kにおける粘性係数は、2.7-5.0GPaでは15-24mPa sであり、5.0-7.0GPaでは4-9mPa sであった。粘性係数の急激な減少が5GPa付近で観察された、この圧力条件では融点直下における安定固相はデルタ相(bcc)からガンマ相(fcc)に変化する。今回得られた結果は、溶融鉄の構造変化が固相の相転移と近い圧力条件において、狭い圧力幅(1GPa)で起こる可能性を示唆している。

The in situ viscosity measurements of the pure molten Fe under high pressures were made by falling sphere X-ray radiography method. Viscosity coefficients at about 2000 K were 15-24 mPa s at 2.7-5.0 GPa, and 4-9 mPa s at 5.0-7.0 GPa. Drastic decrease was found at around 5 GPa, at which stable solid phase below the melting temperatures change from delta (bcc) to gamma (fcc) phases. The observation indicates the possibility that the structural change in the molten Fe occurs in a narrow pressure interval (1 GPa) at the similar condition with the phase transformation in the solid.

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