6-rams multi-anvil press for neutron diffraction experiment

中性子回折実験のための6軸型マルチアンビルプレス

佐野 亜沙美   ; 服部 高典   ; 有馬 寛*; 山田 明寛*; 内海 渉; 八木 健彦*

Sano, Asami; Hattori, Takanori; Arima, Hiroshi*; Yamada, Akihiro*; Utsumi, Wataru; Yagi, Takehiko*

水の存在は鉱物や岩石の物性を大きく変えるため、地球深部で重要な役割を果たしていると考えられている。J-PARC MLFの超高圧中性子回折装置BL11(PLANET)は、高温高圧条件下にある物質の中性子散乱実験によりこの役割を明らかにしようとするものである。高圧発生装置としては6軸型マルチアンビルプレス"圧姫"が導入された。プレスは1軸あたり最大荷重500トンの油圧ラムが6つ、フレームに取り付けられた構造で、アンビルストロークを精密に同期するように制御される。3つの実験モードが使用可能であり、(1)6つのラムを用いて中心部の試料を等方的に圧縮するモード、(2)上下のラムを用いて1軸圧縮するモード、(3)高荷重下で水平面内の向かい合った軸を前進させて圧縮応力を発生させる変形実験モード がある。通常の等方圧縮モードの場合、先端サイズ10mmの6-6アンビルを使用すると外径4mm,高さ4mmのサイズを稼ぐことができる。Biの電気抵抗測定による圧力発生試験では先端サイズ7mmの2段目6-6アンビルの場合644kNで、10mmの先端サイズの場合1390kNで7.7GPaの圧力発生が確認された。プレスの設計の詳細と試運転結果について発表する。

Beamline "PLANET" at BL11, MLF in J-PARC is aimed at investigating hydrogen in minerals and rocks in the earth's interior. To generate high pressure and high temperature conditions, 6-rams multi-anvil press "ATSUHIME" is installed in BL11. The press consists from six hydraulic rams mounted on a flame with maximum load of 500-ton in each ram. Three types of experimental mode are available: (1) hydrostatic experiment, (2) uni-axial experiment and (3) deformation experiment. Typical sample size is 4 mm phi and 4 mm h when Truncated Edge Length (TEL) of 10 mm 6-6 anvil is used. Generated pressure was determined by resistance measurement experiment of Bi. Bi III-V transition at 7.7 GPa was detected at 1390 kN /1 ram for TEL10, 644 kN /1 ram for TEL 7 6-6 anvil. The detail of design and performance of the 6-rams press will be presented.