خلية سندان الماس (DAC) هي واحدة من أهم الأدوات لأبحاث الضغط العالي. إلى جانب الطرق التحليلية التقليدية المستندة إلى السنكروترون، فقد تم استخدامه على نطاق واسع لدراسة خصائص المواد الكوكبية حتى ضغوط الكبريات المتعددة وعلى نطاقات واسعة من درجات الحرارة. معظم التصميمات الداخلية للكوكب تحت كل من الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية (HPHT). ولذلك فمن الضروري تسخين العينات المضغوطة في لجنة المساعدة الإنمائية في الضغوط العالية في الموقع لدراسة الفيزياء والكيمياء من التصميمات الداخلية الكواكب. ولا يلزم فقط ارتفاع درجات الحرارة من أجل إجراء التحقيقات في العلاقات بين الطور وذوبان الأطوار والخصائص الدينامية للمواد الكوكبية، بل يساعد أيضاً على تخفيف تدرج الضغط، وتعزيز انتقالات المرحلة والتفاعلات الكيميائية، وتعجيل الانتشار والتبلور. وعادة ما تستخدم طريقتين لتسخين العينات في DACs: ليزر التدفئة الداخلية / الخارجية أساليب التدفئة المقاومة.
وقد استخدمت تقنية لجنة المساعدة الإنمائية الساخنة بالليزر لعلوم المواد عالية الضغط وبحوث الفيزياء المعدنية من التصميمات الداخلية الكواكب1,2. وعلى الرغم من أن عددا متزايدا من المختبرات يمكن أن تتاح له هذه التقنية، فإنه يتطلب عادة قدرا كبيرا من التطوير والصيانة. وقد استخدمت تقنية التدفئة بالليزر لتحقيق درجات حرارة تصل إلى 7000 K3. ومع ذلك، كانت التدفئة المستقرة طويلة الأمد وكذلك قياس درجة الحرارة في تجارب التدفئة بالليزر مشكلة مستمرة. درجة الحرارة أثناء التدفئة بالليزر عادة ما تتقلب ولكن يمكن تخفيفها عن طريق اقتران تغذية الظهر بين الانبعاثات الحرارية وقوة الليزر. أكثر تحديا هو السيطرة وتحديد درجة الحرارة لتجميع مراحل متعددة من امتصاص الليزر المختلفة. درجة الحرارة لديها أيضا تدرج كبير والشكوك (مئات من K)، على الرغم من أن جهود التطوير التقنية الأخيرة قد استخدمت للتخفيف من هذه المسألة4،5،6. وقد تؤدي تدرجات درجات الحرارة في منطقة العينة الساخنة في بعض الأحيان إلى إدخال خواص غير متجانسة كيميائية ناجمة عن الانتشار أو إعادة التقسيم أو الذوبان الجزئي. وبالإضافة إلى ذلك، لا يمكن عادة قياس درجات الحرارة التي تقل عن 1100 ك بدقة دون أجهزة كشف مخصصة ذات حساسية عالية في نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء.
يستخدم EHDAC أسلاك مقاومة أو رقائق حول طوقا / مقعد لتسخين غرفة العينة بأكملها، مما يوفر القدرة على تسخين العينة إلى ~ 900 K بدون جو وقائي (مثل Ar / H2 الغاز) وإلى ~ 1300 K مع جو وقائي7. ويحد أكسدة الماس وتكميمه في درجات حرارة أعلى من أعلى درجات الحرارة التي يمكن تحقيقها باستخدام هذه الطريقة. على الرغم من أن نطاق درجة الحرارة محدود مقارنة بالتدفئة بالليزر ، إلا أنه يوفر تدفئة أكثر استقرارًا لمدة طويلة وتدرج درجة حرارة أصغر8، وهو مناسب تمامًا لترافقه مع طرق الكشف والتشخيص المختلفة ، بما في ذلك المجهر البصري ، و حيود الأشعة السينية (XRD) ، والمنظار الطيفي لرامان ، ومطياف Brillouin ، ومطياف الأشعة تحت الحمراء فورييه - تحويل9. ولذلك، فقد أصبح EHDAC أداة مفيدة لدراسة خصائص المواد المختلفة في شروط HPHT، مثل استقرار المرحلة والتحولات10،11، ذوبان المنحنيات12، المعادلة الحرارية للدولة13، ومرونة14.
نوع BX-90 DAC هو نوع مكبس اسطوانة المتقدمة حديثا DAC مع فتحة كبيرة (90 درجة كحد أقصى) لقياسات XRD والليزر الطيفي9، مع الفضاء والفتحات لتركيب سخان مقاوم مصغر. كما يوفر القطع على شكل حرف U على جانب الأسطوانة مساحة لإطلاق الضغط بين المكبس والجانب الأسطواني الناتج عن تدرج درجة الحرارة. ولذلك، فقد تم مؤخرا على نطاق واسع في مسحوق أو واحد الكريستال XRD وقياسات Brillouin مع الإعداد التدفئة الخارجية. في هذه الدراسة، ونحن وصف بروتوكول استنساخ وموحدة لإعداد EHDACs وأظهر XRD واحد الكريستال وكذلك قياسات الطيف Brillouin من توليفها واحد كريستال الجليد-السابع باستخدام EHDAC في 11.2 GPa و 300-500 K.