Viscosity and density measurements of melts and glasses at high pressure and temperature by using the multi-anvil apparatus and synchrotron X-ray radiation

マルチアンビル装置と放射光を用いた高温高圧での融体とガラスの粘性及び密度測定

大谷 栄治*; 鈴木 昭夫*; 安藤 良太*; 浦川 啓*; 舟越 賢一*; 片山 芳則

Otani, Eiji*; Suzuki, Akio*; Ando, Ryota*; Urakawa, Satoru*; Funakoshi, Kenichi*; Katayama, Yoshinori

本論文は第3世代放射光SPring-8でのX線ラジオグラフィーと吸収法による高温高圧での珪酸塩融体とガラスの粘性及び密度測定技術についてまとめたものである。X線ラジオグラフィーその場観察による落下球法は、珪酸塩融体の粘性を高温下で6GPaを超える圧力まで測定することを可能にした。われわれは粘性測定の実験技術の詳細と、アルバイトやジオプサイド-ジェダイド系などの幾つかの珪酸塩の測定結果を紹介する。X線吸収法が、バサルトガラスや鉄ナトリウム珪酸塩ガラスの高温下で圧力5GPaまでの密度測定に適用された。これらのガラスの密度測定の結果は、この方法が高温高圧での珪酸塩融体の密度測定に有用であることを示している。

This paper summarizes the techniques for the viscosity and density measurements of silicate melt and glasses at high pressure and temperature by using the X-ray radiography and absorption techniques in the third generation synchrotron radiation facility, SPring-8, Japan. The falling sphere method using in situ X-ray radiography makes it possible to measure the viscosity of silicate melts to the pressures above 6 GPa at high temperature. We summarize the details of the experimental technique of the viscosity measurement, and the results of the measurements of some silicate melts such as the albite and diopside-jadeite systems. X-ray absorption method is applied to measure the density of the silicate glasses such as the basaltic glass and iron sodium disilicate glass up to 5 GPa at high temperature. A diamond capsule, which is not reactive with the glass, is used for the density measurement of the glasses. The present density measurement of the glasses indicates that this method is useful for measurement of the density of silicate melts at high pressure and temperature.