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Large-volume static compression using nano-polycrystalline diamond for opposed anvils in compact cells

対向アンビル式小型セル用ナノ多結晶ダイヤを用いた大容量静的圧縮

奥地 拓生*; 佐々木 重雄*; 長壁 豊隆; 大野 祥希*; 小竹 翔子*; 鍵 裕之*

Okuchi, Takuo*; Sasaki, Shigeo*; Osakabe, Toyotaka; Ono, Yoshiki*; Odake, Shoko*; Kagi, Hiroyuki*

中性子散乱やNMRなどの微弱な信号を検出する実験手法において利用可能な圧力領域を拡大するために、小型高圧力セルの試料容積を拡大する必要がある。われわれは、対向アンビル式小型高圧力セルのアンビル材として、大型多結晶ナノダイヤ(NPD)を準備した。NPDは、単結晶ダイヤに比べて硬度が高く、大型で、強いため、高い荷重をかけることができる。われわれは、サポート式NPDアンビルと非サポート式NPDアンビルの2種類のアンビルを製作し、2種類のコンパクトな高圧力セルを用いて加圧テストを行った。その結果、0.1mm$$^{3}$$以上の試料体積に対して14GPaの圧力発生を確認した。この結果は、NPDが大型アンビルとして非常に有望であることを示したものである。

We prepared super-hard nano-polycrystalline diamond (NPD) anvils for large-volume compression for intrinsically low-sensitivity methods of measurement, such as neutron scattering and NMR. These anvils are harder, larger and stronger than single crystal diamond anvils, so that they could play an ideal role to accept the larger forces. We tested supported and unsupported anvil geometries separately by using two types of compact high-pressure cells and could generate the pressure of 14 GPa for the sample volume of 0.1 mm$$^{3}$$ or more. The test results demonstrate a large future potential of NPD anvils for large-volume compression.

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