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論文

A Large-volume high-pressure and high-temperature apparatus for in situ X-ray observation, "${it SPEED-Mk.II}$"

桂 智男*; 舟越 賢一*; 久保 敦*; 西山 宣正*; 丹下 慶範*; 末田 有一郎*; 久保 友昭*; 内海 渉

Physics of the Earth and Planetary Interiors, 143-144, p.497 - 506, 2004/06

 被引用回数:103 パーセンタイル:86.95(Geochemistry & Geophysics)

スプリングエイト偏向電磁石ビームラインに設置された新しいその場エックス線回折実験用高温高圧装置"${it SPEED-Mk.II}$"の詳細を報告する。この装置は、いわゆるKawai型と呼ばれる高圧発生装置で1号機のSPEED-1500から多くの改良が施されている。焼結ダイヤモンドを利用した超高圧発生実験に適した金型を持ち、また高温における試料の粒成長に対処するため、プレス全体の揺動機構を有している。

論文

大容量高温高圧X線その場観察装置${it SPEED-MK.II}$

桂 智男*; 舟越 賢一*; 西山 宣正*; 久保 敦*; 丹下 慶範*; 末田 有一郎*; 久保 友昭*; 内海 渉

放射光, 16(6), p.352 - 357, 2003/11

スプリングエイト偏向電磁石共用ビームラインBL04B1に設置された新しいその場X線回折実験用大型高温高圧発生装置、通称${it SPEED-Mk.II}$について解説する。この装置は、超硬合金並びに焼結ダイヤモンドアンビルを用いての高温高圧発生が安定して行えるように設計されたもので、金型や油圧制御にさまざまな工夫が凝らされている。また、高温で試料が粒成長することによる、X線回折線強度のバラつきを抑制するために、プレス全体を揺動させる機構を有している。この装置を用いた最初の実験となったNaClのB1-B2構造転移のその場観察結果についても報告する。

口頭

高温高圧下の水の構造,2

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 舟越 賢一*; 丹下 慶範*

no journal, , 

常圧の水は、水分子が水素結合によるネットワーク構造を作るため特異な性質を示す。われわれは、大型放射光施設SPring-8で17GPaまでの高温高圧X線回折実験を行い、水の構造が、数GPaの領域で、配位数が増加して単純液体のような構造へと変化することを報告した。今回、20GPaでのデータも収集できたので、その結果を報告する。しかし、これらの測定は融点直上で行ったので、圧力とともに温度も上昇する。そのため、構造におよぼす圧力(密度)と温度の効果を独立に議論することができない。そこで、ビームラインBL14B1に設置されているキュービック型プレスを用いて、約1GPaで温度を変えてX線回折測定を行った。室温では構造因子S(Q)の第一ピークの高波数側に肩がある。200$$^{circ}$$Cでこの肩は消失するが、第一ピークは非対称である。さらに温度を600$$^{circ}$$Cまで上げると、第一ピークの幅が広がり対称になっていく。これらの結果は、低配位数の構造から単純な構造への変化を示唆している。

口頭

Structure of water under high pressure and high temperature

片山 芳則; 服部 高典; 齋藤 寛之; 池田 隆司; 青木 勝敏; 福井 宏之*; 丹下 慶範*; 舟越 賢一*

no journal, , 

高温高圧下の液体の水のX線回折を測定した。圧力9GPaまではSPring-8のBL14B1のキュービック型高圧装置、17GPaまではBL04B1の川井型プレスを用いた。さらに、焼結ダイヤモンドアンビルを用いることによって、圧力領域を20GPaまで拡張した。第一原理動力学シミュレーションの結果とあわせて、水の局所構造が氷に似た構造から、単純な液体に似た構造へと変化する温度圧力領域が明らかになった。

口頭

Structure of water under high temperature and pressure

片山 芳則; 池田 隆司; 服部 高典; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 福井 宏之*; 丹下 慶範*; 舟越 賢一*

no journal, , 

常圧での水は特異な性質を示すが、これらは水素結合によるネットワーク構造と関係している。われわれは水の構造の圧力変化を調べるために、X線回折実験をSPring-8の放射光とマルチアンビル型プレスを組合せて20GPaの圧力まで行った。これによって、融点直上では、約4GPaまで水分子の配位数が急速に増加することがわかった。高密度水の第一原理動力学シミュレーションも行った。得られた酸素間の動径分布関数は、実験結果とよく一致した。シミュレーションの結果から、水の構造変化には温度が重要であることが示されたため、4.1GPaまでで、温度を変化させたX線回折実験を行った。シミュレーションの結果は実験結果とよく一致した。これらの研究によって水素結合液体から単純な液体への構造変化が起きる領域が明らかになった。

口頭

Structure of water under high pressure and high temperature

片山 芳則; Yagafarov, O.; 池田 隆司; 齋藤 寛之; 青木 勝敏; 服部 高典; 福井 宏之*; 丹下 慶範*; 舟越 賢一*

no journal, , 

常圧での水は特異な性質を示すが、これらは水素結合によるネットワーク構造と関係している。われわれは水の構造の圧力変化を調べるために、X線回折実験をSPring-8の放射光とマルチアンビル型プレスを組合せて20GPaの圧力まで行った。これによって、融点直上では、約4GPaまで水分子間の距離はほとんど変わらず、分子の配位数が急速に増加することがわかった。一方、高密度水の第一原理動力学シミュレーション結果から、水の構造変化には温度が重要であることが示されたため、比較的低圧で、温度を変化させたX線回折実験を行った。その結果は、温度によって水素結合液体から単純な液体への構造変化が起きることを支持するものであった。

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