Six-axis multi-anvil press for high-pressure, high-temperature neutron diffraction experiments

高温高圧下中性子実験のための6軸プレス

佐野 亜沙美   ; 服部 高典   ; 有馬 寛*; 山田 明寛*; 田幡 諭史*; 近藤 真弘*; 中村 昭浩*; 鍵 裕之*; 八木 健彦*

Sano, Asami; Hattori, Takanori; Arima, Hiroshi*; Yamada, Akihiro*; Tabata, Satoshi*; Kondo, Masahiro*; Nakamura, Akihiro*; Kagi, Hiroyuki*; Yagi, Takehiko*

飛行時間法による中性子高温高圧実験のための6軸型マルチアンビルプレス"圧姫"を開発した。プレスは6つの独立した油圧ラムにより中心の立方体空間に荷重をかける。MA6-6セルを用いた試験では9.3GPa, 2000Kまでの温度圧力発生を確認し、MA6-8を用いた試験では16GPa, 1273Kの温度圧力発生を確認した。6軸プレスはガイドブロックをもたないため、試料まわりに空間が確保できることが特徴である。このため入射スリットやラジアルコリメーター、中性子カメラといった周辺機器を試料の近くに置くことが可能となった。6軸プレスとコリメーター機器の組み合わせにより、ヒーターや圧力媒体からの寄生散乱を取り除くことができる。試料からの回折パターンのみを取得することができ、高温高圧下における結晶や液体の構造解析に有効である。

We developed a six-axis multi-anvil press, ATSUHIME, for high-pressure and high-temperature in situ time-of-flight neutron powder diffraction experiments. The press has six orthogonally oriented hydraulic rams that operate individually to compress a cubic sample assembly. Experiments indicate that the press can generate pressures up to 9.3 GPa and temperatures up to 2000 K using a 6-6-type cell assembly, with available sample volume of about 50 mm . Using a 6-8-type cell assembly, the available conditions expand to 16 GPa and 1273 K. Combination of the six-axis press and the collimation devices realized high-quality diffraction pattern with no contamination from the heater or the sample container surrounding the sample. This press constitutes a new tool for using neutron diffraction to study the structures of crystals and liquids under high pressures and temperatures.