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उच्च दबाव, उच्च तापमान विकृति नई पीढ़ी Griggs प्रकार उपकरण का उपयोग कर प्रयोग

Published: April 3, 2018 doi: 10.3791/56841
Automatic Translation
1, 1,2, 3, 1, 3
1Institut des Sciences de la Terre d’Orléans (ISTO), UMR 7327, CNRS-BRGM, Université d’Orléans, 2Department of Geology, University of Tromsø, 3Laboratoire de Géologie, UMR 8538, CNRS, Ecole Normale Supérieure (ENS Paris)

Summary

रॉक विकृति उच्च दबाव में quantified की जरूरत है । नए डिज़ाइन किए गए ठोस-मध्यम Griggs-प्रकार के उपकरण में विरूपण प्रयोगों को निष्पादित करने के लिए कार्यविधि का विवरण यहाँ दिया गया है । यह 5 GPa करने के लिए दबाव में भविष्य rheological अध्ययन के लिए तकनीकी आधार प्रदान करता है ।

Abstract

आदेश में महान गहराई में भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं को संबोधित करने के लिए, रॉक विकृति आदर्श उच्च दबाव (> 0.5 GPa) और उच्च तापमान (> 300 डिग्री सेल्सियस) में परीक्षण किया जाना चाहिए । हालांकि, वर्तमान ठोस दबाव-मध्यम उपकरणों के कम तनाव के समाधान के कारण, उच्च संकल्प माप आज गैस दबाव मध्यम उपकरण में कम दबाव विकृति प्रयोगों के लिए प्रतिबंधित कर रहे हैं । ठोस मध्यम पिस्टन सिलेंडर की एक नई पीढ़ी ("Griggs-प्रकार") उपकरण यहां वर्णित है । करने के लिए उच्च दबाव विरूपण प्रयोगों 5 GPa करने के लिए और एक आंतरिक लोड सेल अनुकूलन करने के लिए डिज़ाइन करने में सक्षम, इस तरह के एक नए तंत्र उच्च दबाव rheology के लिए एक तकनीकी आधार स्थापित करने की क्षमता प्रदान करता है. इस कागज प्रक्रिया के वीडियो आधारित विस्तृत प्रलेखन प्रदान करता है ("पारंपरिक" ठोस नमक विधानसभा का उपयोग) उच्च दबाव, नए डिजाइन Griggs प्रकार तंत्र के साथ उच्च तापमान प्रयोगों प्रदर्शन करने के लिए । 700 डिग्री सेल्सियस, 1.5 GPa और 10-5 एस-1 के साथ नई प्रेस के साथ एक Carrara संगमरमर नमूना विकृत का एक प्रतिनिधि परिणाम भी दिया जाता है । संबंधित तनाव समय वक्र विरूपण बंद कर दिया है जब नमूना शमन करने के लिए दबाव और तापमान बढ़ाने से, एक Griggs प्रकार के प्रयोग के सभी कदम दिखाता है । भविष्य के घटनाक्रम के साथ साथ, महत्वपूर्ण कदम और Griggs तंत्र की सीमाएं तो चर्चा कर रहे हैं ।

Introduction

रॉक विकृति सबसे महत्वपूर्ण भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं में से एक है । यह दृढ़ता से मानव-समय के पैमाने पर घटनाएं, भूकंप या भूस्खलन की तरह, लेकिन यह भी telluric ग्रहों में ठोस बाहरी कवच के बड़े पैमाने पर जन आंदोलनों के लिए योगदान देता है, पृथ्वी पर प्लेट विवर्तनियों सहित1। उदाहरण के लिए, शेल जैसे स्थलमंडल के rheology पर निर्भर करता है, जो पपड़ी और उप-solidus मेंटल (1200 ° c) दोनों की ताकत को परिभाषित करती है, प्लेट विवर्तनों और संबंधित सुविधाओं की योजना में महत्वपूर्ण रूप से भिंन हो सकती हैEquation 2,3 ,4,5. एक तरफ, एक मजबूत ऊपरवाला मेंटल की उपस्थिति और/या कम पपड़ी के लिए पहाड़ बेल्ट या6कटौती क्षेत्र को स्थिर बनाए रखने की आवश्यकता है । लेकिन दूसरी ओर, संख्यात्मक मॉडल भी पता चला है कि प्लेट सीमाएं मेंटल संवहन से विकसित नहीं कर सकते हैं अगर स्थलमंडल भी मजबूत है, एक कठोर ढक्कन व्यवहार को जन्म देने के रूप में वीनस पर मनाया7. इस प्रकार, चट्टान rheology द्वारा तय के रूप में स्थलमंडल की ताकत प्लेट पर एक सीधा नियंत्रण सक्रिय ग्रहों की तरह व्यवहार किया है ।

आधे से अधिक एक सदी के लिए, रॉक rheology उच्च तापमान पर जांच की गई है (> 300 डिग्री सेल्सियस), राज्य के अत्याधुनिक तकनीक है कि मुख्य रूप से दबाव रेंज वे प्राप्त कर सकते में अलग करने के लिए वृद्धि दे रही है । इसमें गैस-मीडियम Paterson-type उपकरण8 अपेक्षाकृत कम दबावों (< 0.5 GPa) में शामिल है, ठोस-मध्यम Griggs-प्रकार उपकरण9,10,11 मध्यवर्ती से उच्च दबाव (0.5-5 GPa), और विरूपण-व्यास तंत्र12,13 (DDia: अप करने के लिए ~ 20 GPa) या डायमंड निहाई सेल पर बहुत उच्च दबाव14 (अप करने के लिए 100 से अधिक GPa). इस प्रकार, गहरी पृथ्वी में दबाव और तापमान का सामना करना पड़ा आजकल प्रयोग कर प्राप्त किया जा सकता है । हालांकि, रॉक विकृति भी अंतर तनाव है कि उच्च सटीकता और परिशुद्धता के साथ मापा जा करने की जरूरत पर निर्भर करता है, ताकि गठन संबंधों को तैयार किया जा सकता है । अपनी गैस के लिए धंयवाद-शोधन मध्यम, Paterson तंत्र आज केवल तकनीक के लिए एक पर्याप्त सटीकता (± 1 MPa) के साथ तनाव माप प्रदर्शन करने के लिए तनाव दर में परिमाण के 6 से अधिक आदेश डेटा एक्सट्रपलेशन है, लेकिन यह केवल विकृति का पता लगाने कर सकते है कम दबाव पर प्रक्रियाओं । इसके विपरीत, ठोस माध्यम उपकरणों उच्च दबाव में चट्टानों ख़राब कर सकते हैं, लेकिन तनाव माप की एक कम सटीकता के साथ । जबकि तनाव सटीकता ± 30 MPa पर Griggs-प्रकार उपकरण के लिए अनुमान लगाया गया है15,16, सिंक्रोट्रॉन आधारित DDia ± 100 MPa17से अधिक की एक त्रुटि के साथ यांत्रिक कानूनों का उत्पादन । Griggs-प्रकार तंत्र में, तनाव भी Paterson एक15में तनाव माप के संबंध में 36% तक का अनुमान लगाया जा सकता है । उच्च दबाव और उच्च तापमान पर सटीक और सटीक तनाव माप प्रदर्शन-इसलिए पृथ्वी विज्ञान में एक बड़ी चुनौती बनी हुई है ।

गहरी कटौती स्लैब को छोड़कर जहां दबाव 5 GPa से अधिक हो सकता है, Griggs-type तंत्र वर्तमान में दबाव (< 4 GPa) और तापमान (1200 ° c) पर्वतमाला के एक बड़े हिस्से में विरूपण प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए अधिक उपयुक्त तकनीक हैEquation स्थलमंडल. इस आधार पर, महत्वपूर्ण प्रयासों 1990 में तनाव माप में सुधार करने के लिए किया गया है, विशेष रूप से नमूना11,18के आसपास एक शोधन माध्यम के रूप में eutectic नमक मिश्रण का उपयोग करके घर्षण प्रभाव को कम करने के लिए । इस तरह के एक पिघला हुआ नमक विधानसभा तनाव माप की एक बेहतर सटीकता को जंम दिया, ± 30 ± से त्रुटि को कम करने 10 MPa15,19, लेकिन अतिरिक्त नुकसान का सामना करना पड़ा है जब विधानसभा के इस प्रकार लागू । ये एक बहुत कम सफलता दर, महान कठिनाइयों गैर समाक्षीय (कतरनी) प्रयोगों, और एक और अधिक जटिल नमूना विधानसभा प्रदर्शन करने के लिए है । इसके अलावा, तनाव माप की सटीकता कम दबाव Paterson प्रकार के तंत्र की तुलना में दस गुना कम रहता है । इन समस्याओं Griggs-प्रकार उपकरण, जो आज और अधिक सामांयतः विरूपण प्रक्रियाओं और उनके संबंधित microstructures का पता लगाने के लिए लागू किया जाता है का उपयोग कर rheological प्रक्रियाओं की ठहराव सीमा । एक नया दृष्टिकोण इसलिए उच्च lithospheric दबाव पर rheological ठहराव प्रदर्शन करने के लिए आवश्यक हो जाएगा ।

यह कागज "पारंपरिक" प्रक्रिया की विस्तृत प्रलेखन के लिए उच्च दबाव विकृतियों का उपयोग कर एक नए डिजाइन ठोस मध्यम Griggs प्रकार के उपकरण का प्रयोग कर देता है । नई "Griggs" प्रयोगशालाओं के ढांचे में ISTO (Orléans, फ्रांस) और िनों (पेरिस, फ्रांस) पर कार्यांवित, मुख्य उद्देश्य के लिए ठीक से विवरण में प्रोटोकॉल के प्रत्येक कदम का वर्णन है, ताकि सभी क्षेत्रों से वैज्ञानिकों का फैसला कर सकते है क्या तंत्र उचित है या अध्ययन के अपने उद्देश्य के लिए नहीं है । महत्वपूर्ण कदम और इस राज्य के अत्याधुनिक तकनीक की सीमाएं भी चर्चा कर रहे हैं, नए दृष्टिकोण और संभव भविष्य के विकास के साथ एक साथ ।

नई Griggs-प्रकार उपकरण

पिस्टन सिलेंडर प्रौद्योगिकी के आधार पर, Griggs-type तंत्र पूर्व में डेविड टी Griggs द्वारा 1960 के9में डिजाइन किया गया है, और फिर 1980 के11 में हैरी डब्ल्यू ग्रीन द्वारा संशोधित (मुख्य रूप से विरूपण के दौरान उच्च दबाव को प्राप्त करने के लिए उपाययोजना). दोनों ही मामलों में, Griggs तंत्र एक धातु फ्रेम कि शामिल है द्वारा विशेषता है: 1) तीन क्षैतिज platens ऊर्ध्वाधर कॉलम पर घुड़सवार, 2) एक मुख्य हाइड्रोलिक सिलेंडर (शोधन दबाव रैम) मध्य पट्ट को निलंबित कर दिया और 3) एक विकृति गियर बॉक्स और पिस्टन /actuator ऊपरी पट्ट (चित्रा 1) के शीर्ष पर स्थिर है । "शोधन" रैम और विरूपण देनेवाला प्रत्येक स्वतंत्र पिस्टन कि एक दबाव पोत के भीतर नमूना विधानसभा के लिए बलों संचारित करने के लिए जुड़े हुए हैं । इस तरह के एक पोत के साथ, विरूपण 2 या 5 GPa तक के दबाव को परिष्कृत पर प्राप्त किया जा सकता है, उपकरण और नमूना विधानसभा के व्यास पर निर्भर करता है ।

एक प्रतिरोध भट्ठी के लिए धन्यवाद, नमूना तापमान जूल प्रभाव से वृद्धि हुई है (अप करने के लिए ≈ 1300 ° c20), जबकि दबाव पोत ऊपर और नीचे पर ठंडा पानी है. हरे रंग की डिजाइन में, Griggs तंत्र भी एक अंत लोड प्रणाली है कि दबाव पोत में पूर्व तनाव homogenizes (चित्रा 1) शामिल हैं । यह उच्च दबाव (अधिकतम 5 GPa) पर विकृति प्रयोगों को प्राप्त करने के लिए परमिट, विशेष रूप से दबाव पोत में एक छोटे से बोर का उपयोग कर । Griggs प्रेस के बारे में अधिक जानकारी के लिए, पाठकों Rybacky एट अल द्वारा संशोधित Griggs उपकरण डिजाइन के उत्कृष्ट विवरण के लिए भेजा जाता है । 19.

Institut des साइंसेज de la टेरे d'Orléans (ISTO, फ्रांस) और इकोले सामान्यीकृत Supérieure de पेरिस (िनों पेरिस, फ्रांस), नई पीढ़ी Griggs प्रकार तंत्र सीधे एच से डिजाइन पर आधारित है के बीच एक करीबी सहयोग से उत्पंन . डब्ल्यू ग्रीन11, लेकिन उच्च दबाव प्रयोगों की सुरक्षा के लिए यूरोपीय मानकों का पालन करने के लिए कुछ सुधार किया गया है । इस नए प्रेस में, शोधन और विरूपण प्रेरक इमदादी नियंत्रित हाइड्रोलिक सिरिंज पंप द्वारा संचालित कर रहे हैं, उच्च दबाव (अप करने के लिए 5 GPa) पर या तो लगातार लोड या लगातार विस्थापन प्रयोगों प्रदर्शन करने के लिए संभावना दे रही है. परिष्कृत (isostatic) दबाव, बल, और विस्थापन क्रमशः तेल दबाव सेंसर, एक लोड सेल (अधिकतम 200 केएन) और विस्थापन ट्रांसड्यूसर (चित्रा 1) का उपयोग कर निगरानी कर रहे हैं । दबाव पोत एक भीतरी टंगस्टन-कार्बाइड (WC) एक 1 ° शंकु इस्पात की अंगूठी और पूर्व में डाला कोर का बना है पट्टी घुमावदार तकनीक का उपयोग कर21पर बल दिया । संचारण बलों के लिए, दबाव पोत और नमूना विधानसभा WC के बीच झूठ-हटाने योग्य पिस्टन कि एक विकृति पिस्टन (σ1), परिष्कृत पिस्टन (σ3), अंत लोड पिस्टन और आधार प्लेट (चित्रा 1) शामिल हैं । एक साथ ऊपर और दबाव पोत के तल पर नियमित रूप से ठंडा करने के साथ, पानी बेहतर ठंडा (चित्रा 1) के लिए 6 मिमी व्यास छेद के भीतर टंगस्टन-कार्बाइड कोर के आसपास इस्पात पोत के माध्यम से बहती है । वहीं, रिफाइनिंग प्रेशर के लिए हाइड्रोलिक सिलेंडर को सिलिकन ऑयल के फ्लो से भी ठंडा किया जाता है । इसके अलावा, Orléans में विकृति तंत्र 8 मिमी व्यास तक बड़ा नमूना आकार को रोजगार, ताकि 1) microstructures बेहतर विकसित किया जा सकता है, और 2) Griggs प्रेस और Paterson प्रेस साझा भविष्य की तुलना के लिए एक आम नमूना आयाम । इस WC दबाव पोत में बोर का एक बढ़ा व्यास की आवश्यकता है (27 मिमी, के बजाय 1 इंच, यानी, 25.4 मिमी), अधिकतम प्राप्य दबाव को कम करने 3 GPa.

वर्तमान कागज की प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए नए Griggs-प्रकार उपकरण है, जो सभी टुकड़ों कि पारंपरिक ठोस नमक नमूना एल्यूमिना पिस्टन (चित्रा 2a और बी सी का उपयोग कर विधानसभा रचना का विवरण शामिल है के साथ एक प्रयोग प्रदर्शन ), और साथ ही उंहें उत्पादन और दबाव पोत में उंहें परिचय के लिए लगातार कदम । इस विवरण के बड़े हिस्सों में प्रो जन Tullis और सह ब्राउन विश्वविद्यालय (R.I., संयुक्त राज्य अमरीका) में श्रमिकों द्वारा कई वर्षों से अधिक विकसित दिनचर्या में निंनानुसार है । परिणामस्वरूप नमूना विधानसभा दबाव और Griggs प्रकार तंत्र के तापमान की पूरी रेंज पर या तो सह-अक्षीय (शुद्ध कतरनी) या गैर समाक्षीय (सामान्य कतरनी) विकृति प्रयोगों प्रदर्शन करने के लिए पूरी तरह से उपयुक्त है । जबकि एक शुद्ध कतरनी प्रयोग आम तौर पर एक निश्चित लंबाई की एक कोर ड्रिल नमूना की आवश्यकता है (आमतौर पर ≈ 2 बार नमूना व्यास), एक सामांय कतरनी विकृति आमतौर पर एक क्षेत्र में कटौती करने के लिए लागू किया जाता है 45 ° से पिस्टन अक्ष (चित्रा 2 बी) । नमूना सामग्री या तो एक कोर नमूना या एक चुना अनाज आकार के ठीक दानेदार पाउडर का एक टुकड़ा हो सकता है । सभी टुकड़ों को एक धातु पंनी में लिपटे है और एक प्लैटिनम ट्यूब वेल्डेड (या दोनों पक्षों में फ्लैट मुड़ा) के भीतर जैकेट । तापमान आमतौर पर या तो एस प्रकार (पीटी90%Rd10% मिश्र धातु) या कश्मीर प्रकार (नी मिश्र धातु) thermocouple का उपयोग कर निगरानी की है, लेकिन केवल एक mullite 2-होल आवरण ट्यूब का उपयोग कर एक एस प्रकार thermocouple की तैयारी यहां वर्णित है (चित्रा 2c) ।

Protocol

1. नमूना असेंबली तैयार करें

  1. एक सिरेमिक मोर्टार में NaCl पाउडर (99.9% शुद्धता) के कम से 60 ग्राम पीस लें ।
    नोट: NaCl पाउडर को बेकिंग के लिए कैस्टर शुगर की तरह दिखना चाहिए । जबकि विधानसभा के अंय टुकड़ों को तैयार करने, एक ओवन में 110 डिग्री सेल्सियस पर नमक पाउडर की दुकान के लिए नमक नमी पंप से रोकने के ।
  2. शीत प्रेस नमक के टुकड़े (निचली और ऊपरी बाहरी, और भीतरी नमक के टुकड़े; चित्र b) नमूना असेंबली के आकार के लिए अनुकूलित विशिष्ट उपकरणों का उपयोग करना (चित्र 3) ।
    1. कम बाहरी नमक टुकड़ा उत्पादन करने के लिए, कोट (उंगलियों के साथ) साबुन के साथ दबाने उपकरण । इसमें शामिल है पिस्टन घटकों के सभी सतहों (उपकरण संख्या #2, #5 और #6 की आंकड़ा 3) और पोत घटकों के बोरहोल सतह (उपकरण घटक #3 और #4 की आंकड़ा 3) ।
    2. एक चोंच में जमीन NaCl पाउडर के 17.5 ग्राम रखो । आसुत पानी की ≈ 0.1 मिलीलीटर जोड़ें और सुनिश्चित करें कि नमक और पानी अच्छी तरह से मिश्रित कर रहे हैं ।
    3. दबाने उपकरण घटकों को इकट्ठा #3, #4, #5 और #6 और उंहें एक 40 टन हाइड्रोलिक प्रेस के पिस्टन के नीचे डाल दिया ।
    4. #3 और #4 घटकों के बोरहोल में गीला नमक पाउडर भरें, और पिस्टन घटकों #1 और नमक पाउडर के शीर्ष पर आंकड़ा 3 ए के #2 डाल दिया ।
    5. 30 एस के लिए 14 टन पर पाउडर दबाएं, और फिर नमक टुकड़ा अनलोड ।
    6. चित्रा 3ए के निचले पोत घटक #4 बाहर ले लो, दो धातु बोर छेद के नीचे एक खाली जगह जा टुकड़े पर #3 घटक डाल, घटक #8 द्वारा घटक #1 की जगह है और हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करने के लिए नीचे से नमक टुकड़ा निकालने के लिए (चित्र 3 ए ).
    7. ऊपरी नमक टुकड़ा उत्पादन करने के लिए, § 1.2.1 से कदम दोहराएं § 1.2.6 करने के लिए, लेकिन घटक #7 का उपयोग कर के बजाय घटक के #5 का आंकड़ा 3 ए और बोरहोल में जमीन NaCl पाउडर के 16.5 g भरने पोत (अवयव #3 और #4) ।
    8. मध्यम धैर्य का प्रयोग करें (400) ग्रेफाइट भट्ठी के लिए निचले और ऊपरी नमक के टुकड़ों की लंबाई को समायोजित करने के लिए (यानी, ग्रेफाइट ट्यूब दो निकाल pyrophyllite आस्तीन द्वारा संरक्षित) । जबकि कम नमक टुकड़ा ≈ 24 मिमी लंबा होना चाहिए, ऊपरी एक ≈ 22.5 mm लंबे समय (या ≈ 19 मिमी और ≈ 18 मिमी नियमित रूप से 1 इंच बोरहोल दबाव पोत के लिए, क्रमशः) होना चाहिए ।
    9. एल्यूमिना पिस्टन के चारों ओर भीतरी नमक के टुकड़ों का उत्पादन करना, § 1.2.4 करने के लिए आंच 1.2.1 से चरणों को दोहराएँ लेकिन #1 से उपकरण घटकों का उपयोग कर चित्र 3 बी के #4 के लिए और NaCl पाउडर प्लस ≈ के 8 जी दबाने 6 टन पर आसुत पानी की 30 एस के लिए पिस्टन घटक का उपयोग कर #7 चित्र बीके, नीचे से भीतरी नमक का टुकड़ा निकालने के लिए § 1.2.6 के चरणों को दोहराएँ । पूरे टुकड़ा ≈ 40 मिमी लंबा होना चाहिए, लेकिन यह कट और ग्रेफाइट भट्ठी के लिए बाद में प्रोटोकॉल में समायोजित किया जाएगा ।
    10. जैकेट नमूने के चारों ओर भीतरी नमक टुकड़ा उत्पादन के लिए § 1.2.9 के चरणों को दोहराएँ, लेकिन उपकरण घटकों का उपयोग #5 (बजाय #2) और #6 (#4 के बजाय) चित्र बी. के.
  3. दो धातु तारों के काटने से एस प्रकार thermocouple बनाओ (Ø 0.3 mm) के आसपास 350 मिमी लंबे समय, एक शुद्ध प्लेटिनम का बना (pt100%) और एक दूसरे प्लैटिनम/रोडियाम (pt90%आरएच10%से बना एक)
    1. एक PUK 5 वेल्डिंग माइक्रोस्कोप का प्रयोग करें (या समतुल्य) 15% की एक शक्ति और 7 ms के एक वेल्डिंग समय के लिए एक साथ एक तार के एक टिप वेल्ड । एक सपाट माइक्रो-plier का उपयोग कर वेल्ड-मनका समतल और वेल्डेड टिप के ऊपरी भाग के चारों ओर ¾ हटाने एक तिरछे माइक्रो कटर का उपयोग कर ।
    2. पानी के स्नान के साथ देखा एक कम गति हीरे का प्रयोग करें mullite आवरण के दो वर्गों (1.6 मिमी व्यास mullite दौर डबल बोर टयूबिंग), लगभग 10 मिमी लंबे और 80 मिमी के आसपास के एक दूसरे से एक लंबा कटौती ।
    3. के साथ कम गति से देखा, लंबी धुरी के 45 डिग्री पर प्रत्येक mullite टुकड़ा की एक टिप में कटौती, सुनिश्चित करें कि भीतरी छेद के परिणामस्वरूप अंडाकार खंड (चित्र 2c) के छोटे अक्ष के साथ गठबंधन कर रहे हैं । mullite वर्गों के आयामों को कम एक और 76 मिमी (या 56 मिमी के लिए एक नियमित रूप से 1 इंच बोरहोल दबाव पोत) thermocouple की लंबी धारा के लिए के लिए 6.8 mm करने के लिए समायोजित करें (चित्र 2c) ।
    4. हीरे की मोटाई की एक छोटी सी नाली कट देखा ब्लेड और कम mullite ट्यूब के फ्लैट टिप पर चारों ओर 1 मिमी गहरी । नाली भीतरी छिद्रों के संरेखण के समानांतर होना चाहिए ।
    5. धागा ध्यान से mullite के उनके संबंधित छेद में thermocouple के प्रत्येक तार । एक दूसरे से 90 डिग्री पर दो mullite वर्गों को समायोजित करने के लिए, कुछ डिग्री के तारों मोड़, उन्हें लंबे अनुभाग में धागा, तारों थोड़ा अधिक मोड़, उन्हें फिर से धागा, और जब तक २ ४५ डिग्री सतहों एक दूसरे के रूप में बंद के रूप में संभव के रूप में.
    6. छोटे खंड की नोक को भरने के लिए और ठोस रूप से thermocouple म्यान के 90 डिग्री कोहनी पर दो वर्गों को ठीक करने के लिए सिरेमिक गोंद का उपयोग करें ।
  4. एक मिलिंग मशीन, 1.8 mm Ø के एक स्टेनलेस स्टील ड्रिल बिट और चित्रा 4 में दिखाया गया उपकरण का प्रयोग करें) के लिए कम नमक टुकड़ा की लंबाई के माध्यम से 2 मिमी व्यास के एक छेद ड्रिल ।
  5. कम नमक टुकड़ा के शीर्ष पर, त्रिकोणीय ब्लेड और तेज बिंदु के साथ एक स्केलपेल का उपयोग करने के लिए thermocouple छेद से बोर करने के लिए एक छोटा सा चैनल (चारों ओर 1 मिमी गहरी और 2 मिमी बड़े) उत्कीर्ण ।
    नोट: सुनिश्चित करें कि thermocouple के छोटे खंड में पूरी तरह से फिट के रूप में बंद के रूप में संभव के रूप में नमक के टुकड़े की ऊपरी सतह के लिए ( चित्र bदेखें) ।
  6. कम गति हीरे का उपयोग करके (केवल एक सामान्य कतरनी प्रयोग के लिए) एक 8 मिमी व्यास के आसपास 13 मिमी लंबे समय के एल्यूमिना पिस्टन में कटौती करने के लिए देखा कतरनी एल्यूमिना बनाने के लिए मजबूर ।
    1. एक हीरे के उपकरण (या समकक्ष) के साथ एक खराद का प्रयोग करें टिप बनाने के लिए एक दूसरे के समानांतर सतहों (≈ ± ०.००२ mm) और एल्यूमिना पिस्टन की लंबाई को कम करने के लिए 12 ± 0.1 mm ।
    2. 1.6.2. कम गति हीरे का उपयोग पानी के स्नान के साथ देखा पिस्टन अक्ष के 45 डिग्री पर दो भागों में पिस्टन में कटौती । नमूना और एल्यूमिना पिस्टन के बीच किसी भी फिसलने से रोकने के लिए, (धीरे) प्रत्येक पिस्टन के 45 ° सतह मध्यम धैर्य (800) सैड का उपयोग कर पीस ।
  7. नमूना विधानसभा के जैकेट नमूना और आयामों के आकार के आधार पर ऊपर और नीचे एल्यूमिना पिस्टन के आयामों की गणना ।
    नोट: एक समाक्षीय प्रयोग के लिए, जैकेट नमूना आकार केवल कोर की लंबाई और दो बार प्लैटिनम (या सोने) जैकेट (0.15 मिमी मोटी) की मोटाई शामिल हैं । एक सामान्य कतरनी प्रयोग के लिए, नमूना दो कतरनी मजबूर ब्लॉकों और नमूना टुकड़ा है, जो सामांयतः ≈ है 1 मिमी मोटी (यानी, के आसपास 1.4 mm पिस्टन धुरी के साथ मापा) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है । यहां, जैकेट्ड सैंपल ≈ 13.5 mm है, इसलिए टॉप पिस्टन का ≈ 19.5 mm है और नीचे एक ≈ 16.6 mm लंबा है ।
  8. ≈ 20 और ≈ 17 mm लंबे समय के दो एल्यूमिना पिस्टन में कटौती करने के लिए कम गति वाले हप्ते का उपयोग करें, और सही आयामों (यहां 19.5 और 16.6 mm) पर उनकी लम्बाई को समायोजित करने के लिए § 1.6.1 के चरणों को दोहराएं और उंहें parallelize करने के लिए (≈ ± ०.००२ mm) ।
  9. नमूना जैकेट के लिए, एक गोल के आकार का खोखले पंच (Ø 10 मिमी) का उपयोग करने के लिए 10 मिमी व्यास के दो डिस्क निकालने के लिए (एक 8 मिमी व्यास के नमूने के लिए) 0.15 मिमी मोटी की एक प्लेटिनम पंनी से । एक कप-आकार में प्रत्येक डिस्क के एक 1 मिमी रिम झुकने से दो प्लेटिनम कप (चित्र 5) बनाने के उपकरण घटकों #1 का उपयोग कर, #2 और चित्रा 5के #3 ।
    1. एक टयूबिंग कटर का प्रयोग करें "पूर्ण" नमूना (यानीकी लंबाई की एक प्लेटिनम ट्यूब में कटौती, केवल एक शुद्ध कतरनी प्रयोग या नमूना + कतरनी एक सामान्य कतरनी प्रयोग के लिए मजबूर ब्लॉक के लिए कोर नमूना) प्लस ≈ 3 मिमी (1-1.5 mm "पूर्ण" s के प्रत्येक छोर से बाहर चिपके हुए विश्रामगृह). एक Benchtop ओढ़ना भट्ठी का उपयोग करने के लिए पीटी ट्यूब एनएन 900 डिग्री सेल्सियस से कम 30 मिनट के लिए ।
    2. प्लैटिनम ट्यूब में एक कप फिट, एक फ़ाइल उपकरण का उपयोग करने के लिए ट्यूब और कप फ्लैट के अंत पीस, और प्लेटिनम कप और ट्यूब वेल्ड एक साथ चित्रा 5B और PUK 5 वेल्डिंग माइक्रोस्कोप में दिखाया उपकरण का उपयोग (शक्ति: 18%; वेल्डिंग समय : 10 एस) ।
    3. लपेटें (हाथ से) ०.०२५ मिमी मोटी की एक निकल पन्नी में "पूर्ण" नमूना और उंहें प्लैटिनम ट्यूब में फिट । दूसरे प्लेटिनम कप के साथ ट्यूब बंद करें और उंहें (फ़ाइल उपकरण के साथ) पीस । कप और ट्यूब एक साथ वेल्ड चित्रा 5Bके उपकरण घटकों का उपयोग कर.
      नोट: एक 45 डिग्री के नमूने के लिए, एक चिह्न डाल करने के लिए मत भूलना (एक स्थायी पेंसिल का उपयोग कर) प्लैटिनम जैकेट पर वेल्डिंग के बाद नमूना की स्थिति को याद करने के लिए, ताकि thermocouple अच्छी तरह से नमूना पक्ष पर बैठा हो जाएगा (हड़ताल के साथ).
    4. थोड़ा प्लैटिनम ट्यूब फ्लैट सुई नाक माइक्रो चिमटा की एक जोड़ी का उपयोग कर के सुझावों मोड़, ताकि प्रत्येक एल्यूमिना पिस्टन (ऊपर और नीचे वाले) प्लैटिनम ट्यूब में जहां तक संभव हो फिट कर सकते हैं । फ्लैट चिमटा की एक ही जोड़ी का उपयोग करना, सभी चारों ओर एक छोटे से कुल व्यास बनाए रखने के लिए एल्यूमिना पिस्टन पर ट्यूब दबाएँ ।
  10. कम गति हीरे का उपयोग कर देखा (पानी स्नान के बिना), पिस्टन (8 मिमी भीतरी व्यास) और जैकेट के लिए एक ट्यूब के लिए भीतरी नमक के टुकड़े के दो ट्यूबों काट (8.8 mm भीतरी व्यास) । मध्यम धैर्य (800) सैड का उपयोग कर उनकी लंबाई समायोजित करें ।
    नोट: जबकि नमूने के आसपास भीतरी नमक टुकड़ा पूरी तरह से प्लेटिनम जैकेट को कवर करना चाहिए, कम और ऊपरी भीतरी नमक के टुकड़े क्रमशः ग्रेफाइट भट्ठी की लंबाई पर नीचे और शीर्ष एल्यूमिना पिस्टन कवर । उदाहरण के लिए, 10 मिमी लंबाई के एक "पूर्ण" नमूना के साथ, निचले और ऊपरी भीतरी नमक के टुकड़े क्रमशः ≈ १४.४० मिमी और ≈ १५.२० मिमी लंबे होते हैं ।
  11. हाथ से और निंनलिखित क्रम में एक साथ रखो: कम बाहरी नमक टुकड़ा, नीचे कॉपर डिस्क और ग्रेफाइट फर्नेस (चित्रा बीसी) । भट्ठे के बाहरी pyrophyllite आस्तीन पर thermocouple की अपेक्षित स्थिति पर एक डॉट चिह्नित करने के लिए एक पेंसिल का उपयोग करें ।
    1. बाहरी नमक टुकड़ा बाहर ले जाओ और भीतरी नमक के टुकड़े (पिस्टन और जैकेट के आसपास) ग्रेफाइट भट्ठी के भीतर हाथ से डालें ।
    2. जबकि हाथ से ग्रेफाइट भट्ठी, भीतरी नमक के टुकड़े और नीचे तांबे डिस्क एक साथ बनाए रखने, मिलिंग मशीन का उपयोग करने के लिए ≈ 2 मिमी व्यास के एक छेद ड्रिल (1.8 मिमी के स्टेनलेस स्टील ड्रिल बिट Ø) जहां thermocouple की स्थिति का अनुमान दिया गया है (डॉट निशान) । ड्रिल भट्ठी और भीतरी नमक टुकड़ा वर्गों के आधे के माध्यम से जाना चाहिए (डाला नमूना के बिना) ।
  12. एक चीनी मिट्टी प्राप्तकर्ता में सीसा के 50 जी डाल द्वारा सीसा टुकड़ा तैयार है, और लगभग 30 मिनट के लिए 400 डिग्री सेल्सियस पर एक Benchtop ओढ़ना भट्ठी में प्राप्तकर्ता छोड़ दें ।
    चेतावनी: नेतृत्व में हेरफेर करने के लिए nitrile दस्ताने का उपयोग करें ।
    1. जब सीसा पूरी तरह से पिघल गया है, यह उपकरण घटक पर जल्दी डालो #2, जबकि #3 घटकों पर बैठे और चित्रा 6के #4 ।
    2. सही § 1.12.1 के कदम के बाद, 40 टन हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग 30 एस के लिए 4 टन पर नेतृत्व प्रेस करने के लिए उपकरण घटक का उपयोग कर #1 चित्रा 6।
    3. आंच 1.2.6 के स्टेप्स को दोहराते हुए लीड पीस बाहर निकाल लें, लेकिन फिगर घमण्डके टूल कंपोनेंट्स का इस्तेमाल करें ।
    4. (पानी स्नान के बिना) देखा कम गति हीरे का प्रयोग करें NaCl डालने का उत्पादन (चित्रा 2 बी) के एक वर्ग को काटने के द्वारा एक भीतरी नमक टुकड़ा (चारों ओर पिस्टन भीतर व्यास) की मोटी मिमी । सीसा टुकड़ा में NaCl डालने के लिए फिट है, और स्केलपेल के किसी भी प्रकार का उपयोग कर, NaCl डालने और सीसा टुकड़ा के बीच कुछ सीसा उंहें एक साथ बनाए रखने के धक्का । मध्यम धैर्य का प्रयोग करें (400) सैड को NaCl डालने के लिए लीड पीस को एडजस्ट कर दीजिये.

2. नमूना विधानसभा प्रभारी

  1. हाथ से एक साथ रखो सभी टुकड़े कि नमूना विधानसभा रचना, शीर्ष तांबा डिस्क के अलावा, शांति और पैकिंग के छल्ले का नेतृत्व । Teflon के साथ लपेटें (या तो टेप या तेल PTFE) बाहरी नमक टुकड़े, सीसा टुकड़ा और आधार pyrophyllite टुकड़ा (चित्रा बीसी) ।
    1. एक आर्बर प्रेस के आधार पर बेस प्लेट प्लेस, आर्बर प्रेस के पिस्टन पर दबाव पोत माउंट, और एक 27 मिमी व्यास इस्पात सिलेंडर का उपयोग करने के लिए दबाव पोत के साथ आधार प्लेट संरेखित करें ।
    2. आधार प्लेट के ऊपर संभव के रूप में उच्च के रूप में निलंबित पोत छोड़ दो, और नमूना विधानसभा ले जाने के दौरान, ध्यान से बेस प्लेट के thermocouple छेद में thermocouple फिट । आधार प्लेट के केंद्र में नमूना विधानसभा रखो ।
    3. एक बार में, विधानसभा के आसपास आधार प्लेट और दबाव पोत के बीच में Mylar का एक पन्ना जोड़ें ।
      नोट: सुनिश्चित करें कि इसकी सतह पूरी तरह से नमूना विधानसभा के आसपास बेसल पिस्टन के शीर्ष सतह शामिल हैं ।
    4. ध्यान से बेस प्लेट पर दबाव पोत को कम करने के लिए और दबाव पोत के बोरहोल में नमूना विधानसभा फिट आर्बर प्रेस का प्रयोग करें ।
      नोट: सुनिश्चित करें कि mullite म्यान इस चरण पर विराम नहीं है । अगर यह टूट जाता है, § 1.3 से कदम § 1.3.6 को दोहराया जाना चाहिए ।
    5. का प्रयोग करें अनुकूलित clamps ( चित्रा 7देखें) दबाव पोत और बेस प्लेट एक साथ कसकर ठीक करने के लिए, और शीर्ष तांबे की डिस्क, सीसा टुकड़ा और σ3 पैकिंग की अंगूठी जोड़ने (σ3 WC पिस्टन का उपयोग) नमूना विधानसभा के शीर्ष पर ।
  2. कैर्री (हाथ से या एक गाड़ी का उपयोग करके) दबाव पोत उल्टा और यह एक कार्यक्षेत्र पर डाल दिया ।
    1. स्लाइड प्लास्टिक ट्यूब (1.5 मिमी बाहरी ø; 1 मिमी भीतरी ø) thermocouple के प्रत्येक तार पर उन्हें किसी भी धातु के टुकड़े से बचाने के लिए, और एक एस प्रकार यूनिवर्सल फ्लैट पिन thermocouple कनेक्टर के लिए प्रत्येक तार को ठीक.
    2. मोड़ और बेस प्लेट के बेसल नाली में तारों फिट, और दो तारों के बीच एक नियमित रूप से कागज शीट का एक टुकड़ा डाल क्रम में एक दूसरे के बीच किसी भी संपर्क से बचने के लिए, विशेष रूप से thermocouple म्यान की नोक पर ।
  3. एक ईमानदार स्थिति में दबाव पोत बारी और अंत लोड पिस्टन, σ3 wc पिस्टन, और σ1 wc पिस्टन (सहित σ1 पैकिंग अंगूठी नमूना विधानसभा के शीर्ष पर) जगह है ।
  4. बेस प्लेट, दबाव पोत, और Griggs तंत्र के नीचे पट्ट पर पिस्टन प्लेस, और तापमान विनियमन प्रणाली के लिए thermocouple संबंधक प्लग ।

3. विरूपण प्रयोग प्रदर्शन

  1. लांच सॉफ्टवेयर बाज़ (या समकक्ष) हाइड्रोलिक पंपों की निगरानी के लिए (प्रदर्शन की एक योजना चित्रा 8में दिखाया गया है)
  2. इलेक्ट्रो वाल्व EV2 और EV6 (माउस छोड़ दिया-स्क्रीन प्रदर्शन पर क्लिक करें) और V4 वाल्व खोलने के द्वारा विकृत पिस्टन कम (नियंत्रण कक्ष पर मैंयुअल रूप से) । बंद अन्य वाल्व (एक इलेक्ट्रो-वाल्व बंद करने के लिए, स्क्रीन प्रदर्शन पर राइट-क्लिक करें).
    1. सॉफ्टवेयर पर, बाएं क्लिक करें "पर भागो" विकृति पंप द्वारा और विकल्प का चयन "निरंतर प्रवाह दर" । 150 मिलीलीटर/मिनट के लिए प्रवाह की दर सेट करें, "पर इंजेक्षन", और उसके बाद "प्रारंभ" पर क्लिक करें वाम क्लिक ।
    2. जब विकृति पिस्टन के आसपास है 3 से 4 σ1 पिस्टन के ऊपर मिमी, वाम पर क्लिक करें "बंद करो" पर पंप और हाथ से कदम दबाव पोत को σ1 पिस्टन Griggs प्रकार तंत्र के विरूपण के साथ संरेखित करने के लिए ।
    3. लॉन्च सॉफ्टवेयर CatmanEasy-एपी, वाम पर क्लिक करें "एक परियोजना खोलें" और परियोजना का चयन "Griggs_exp".
    4. बाएं क्लिक करें "पर शुरू" शीर्ष बाएं कोने में, और पैनल का चयन करें "बल, अंतर तनाव/तापमान" "बल" ग्राफ पर एक नज़र है ।
    5. फिर से विरूपण पंप शुरू करने के लिए § 3.2.1 के कदम दोहराएं, लेकिन 20 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर/ जब विकृति देनेवाला σ1 पिस्टन छू रहा है-बल तेजी से बढ़-बाएं क्लिक करें "पर रोक" बाज़पर होना चाहिए ।
  3. EV6 और V4 बंद करके, और फिर EV3, V5 और V6 खोलने के द्वारा परिशोधन और अंत लोड प्रेरक कम है ।
    1. पर CatmanEasy, बाएं क्लिक करें पैनल "दबाव/तनाव/LVDT" पर एक नज़र है "को परिष्कृत राम दबाव ग्राफ" ।
    2. 150 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर पर विरूपण पंप के साथ § 3.2.1 के कदम दोहराएं/ जब शोधन और अंत लोड प्रेरक σ3 पिस्टन और अंत लोड पिस्टन को छू रहे हैं, क्रमशः-शोधन रैम दबाव तेजी से बढ़ रहा होना चाहिए-, बाएं क्लिक करें "पर रोक" विरूपण पंप को रोकने के लिए ।
    3. बाएं से बंद करें CatmanEasy पर शीर्ष बाएं कोने में "stop" क्लिक करें ।
  4. डबल आत्म सील युग्मक के साथ 8 मिमी व्यास प्लास्टिक ट्यूबों का प्रयोग करने के लिए पोत और शीतलन प्रणाली को पिस्टन प्लग ।
    नोट: के रूप में चित्रा 8पर दिखाया गया है, सुनिश्चित करें कि ठंडा पानी नीचे से पिस्टन के आसपास और पोत के माध्यम से ऊपर से बहती है, और फिर प्रवाह मीटर के माध्यम से ।
    1. खुला V7 और वी 8, दबाव पोत के शीतलन प्रणाली पर स्विच ( चित्रा 8में नीला रास्ता) और प्रवाह मीटर पर जांच (पानी के प्रवाह के आसपास 3 एल/
    2. परिष्कृत/एंड-लोड ram ( चित्र 8में पीला पथ) के कूलिंग सिस्टम पर स्विच करें ।
  5. EV2, EV3 और V4 बंद करके, और EV4 खोलने के द्वारा शोधन पंप फिर से भरना ।
    1. हवा के दबाव का उपयोग कर, तेल टैंक के शीर्ष पर दबाव राहत वाल्व पर बारी (चित्रा 8) के आसपास 0.4 MPa पर दबाव बढ़ाने के लिए ।
    2. बाज़पर, बाएं क्लिक करें "पर रन" के लिए शोधन पंप, तो चुनें "निरंतर प्रवाह दर" । प्रवाह दर सेट करने के लिए 20 मिलि/min. left-पर बाएं क्लिक करें "भरें", और फिर पर "Start" ।
    3. जब पंप स्वतः बंद हो जाता है, बंद EV4, खुला EV1 और § 3.5.2 के कदम दोहराने के लिए 150 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर पर विरूपण पंप/
    4. जब शोधन पंप भरा है, EV4 खुला है और तेल टैंक में हवा का दबाव जारी करने के लिए दबाव राहत वाल्व बंद कर देते हैं ।
    5. EV1 और EV4 बंद करें, और EV2, EV5, EV6, V4 खोलें ।
  6. CatmanEasy_APपर, पैनल का चयन करें "मापन चैनल (Voies de mesure)", दो विस्थापन ट्रांसड्यूसर (LVDT) के डिजिटल चैनलों का चयन करें और उन्हें शून्य पर सेट (शीर्ष विंडो पर शून्य पर बाएँ क्लिक करें). बाएं क्लिक करें पैनल पर "मापने नौकरियां (jobs de mesure)", "पर कार्य पैरामीटर्स (paramètres du Job)", और "कार्य नाम" बॉक्स में प्रयोग नाम दर्ज करें । फिर से शुरू CatmanEasy (बाएं क्लिक करें प्रारंभ पर) ।
  7. बाज़पर, बाएं से पंप शुरू "पर चलाने के लिए" परिष्कृत दबाव पंप के लिए क्लिक करें, और फिर "लगातार प्रवाह दर" का चयन करके । 1 मिलीलीटर/मिनट, बाएं क्लिक करने के लिए "इंजेक्षन" पर प्रवाह दर सेट करें, और फिर "प्रारंभ" पर ।
    1. जब शोधन दाब 10 MPa के आसपास होता है, तो रिफाइन दाब पम्प बंद कर दें और 3 मिलीलीटर/मिनट की एक प्रवाह दर पर § 3.2.1 के चरण को दोहराते हुए विरूपण पंप शुरू करें । जब बल तेजी से CatmanEasyपर बढ़ रहा है विकृति पंप बंद करो ।
      नोट: σ3 पिस्टन आगे बढ़ रहा है, σ1 पिस्टन पहले बहुत शुरुआत में σ3 पिस्टन द्वारा संचालित किया जाएगा, लेकिन यह एक बिंदु पर बंद हो जाएगा ।
    2. § 3.7.1 के कदम दोहराएं दबाव के 10 MPa के हर वेतन वृद्धि तक दबाव 50 MPa तक पहुंच गया है, ताकि σ1 पिस्टन के नेतृत्व टुकड़ा के साथ संपर्क में रहता है । जब शोधन दबाव 50 MPa के आसपास है, पंप बंद करो (बाएं "stop" पर क्लिक करें) ।
    3. दबाव पोत (चित्रा 7) के लिए बेस प्लेट फिक्सिंग clamps के ऊपर हिस्सा unक्रू और प्रत्येक दबाना और दबाव पोत के बीच Teflon का एक पन्ना स्लाइड ।
  8. भट्ठी (तापमान नियंत्रण कक्ष पर हरे बटन) पर स्विचन द्वारा हीटिंग शुरू, और 6 और 7% के बीच विद्युत उत्पादन सेट करने के लिए तापमान नियंत्रक के तीर का उपयोग करें ।
    नोट: तापमान धीरे बढ़ाना चाहिए ।
    1. लगभग 30 डिग्री सेल्सियस पर तापमान सेट करने के लिए तापमान नियंत्रक के तीर के साथ खेलते हैं, और फिर "आदमी" पर एक बार धक्का से स्वचालित ("ऑटो") मोड में स्विच ।
    2. बटन "ठेला" पर एक बार पुश, वांछित हीटिंग कार्यक्रम का चयन करें (सॉफ्टवेयर Eurothermitools का उपयोग कर पूर्व निर्धारित ), और "ठेला" पर एक बार फिर धक्का कार्यक्रम शुरू करने के लिए. तापमान 0.3 डिग्री सेल्सियस के आसपास की दर से वृद्धि करनी चाहिए/
    3. जब तापमान 200 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है, "ठेला" पर दो बार पुश करने के लिए कार्यक्रम पकड़ो ।
  9. शुरू (और रोक) अदल-बदल कर दोनों पंपों (दोहराएं और § 3.7 और § 3.2.1 के कदम) और शोधन पंप के लिए 2 मिलीलीटर/मिनट के प्रवाह की दर का उपयोग करके पंप जारी/
    नोट: दोनों पिस्टन नेतृत्व प्रवाह की वजह से एक दूसरे को प्रतिक्रिया करना चाहिए; जबकि एक पिस्टन आगे बढ़ रहा है, दूसरा एक पीछे चल रहा है ।
    चेतावनी: सुनिश्चित करें कि σ1 σ3के पीछे 2 और 3 मिमी के बीच रहता है, लेकिन नहीं से अधिक 3 मिमी σ1 पैकिंग अंगूठी पट्टी से बचने के लिए । यदि σ1 पैकिंग रिंग स्ट्रिप्स से σ1 पिस्टन, एक महत्वपूर्ण नेतृत्व रिसाव हो जाएगा और प्रयोग शुरू से दोहराया जाना चाहिए, नमूना विधानसभा की तैयारी भी शामिल है ।
    1. पंप के दौरान, जब शोधन पंप खाली है, V4 और EV5 बंद, खुला EV4, और पंप को फिर से भरना करने के लिए § 3.5.1 और § 3.5.2 के चरणों को दोहराएँ ।
    2. जब पंप भरा हुआ है, EV4 बंद करें और 3 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर पर शोधन पंप शुरू/पंप बंद करो जब पंप दबाव के रूप में शोधन राम के दबाव मूल्य के बराबर है CatmasEasy पर संकेत ("राम दबाव" ग्राफ) ।
    3. तेल टैंक और खुले EV5 और V4 में दबाव जारी ।
  10. जारी रखें पंप और हीटिंग बारी जब तक लक्ष्य दबाव और तापमान तक पहुंच रहे हैं । जब लक्ष्य तापमान हासिल की है, "ठेला" पर दो बार पुश करने के लिए हीटिंग प्रोग्राम पकड़ो ।
    नोट: पंप और हीटिंग के दौरान, चुना मूल्यों को परिभाषित करने के लिए दबाव और तापमान पठारों NaCl और प्रयोग के प्रयोजन के पिघलने वक्र के आधार पर बदल सकते है (उदा., खाते में चरणों के दबाव तापमान स्थिरता लेने में नमूना) । किसी भी मामले में, पठारों इतना चुना है कि NaCl पिघल नहीं है (ली और NaCl के पिघलने वक्र के लिए ली22 देख) ।
  11. विरूपण शुरू करने के लिए, बाएं क्लिक करें "पर रन" के शोधन पंप, का चयन करें "लगातार दबाव", दबाव मूल्य के लिए पंप दबाव सेट पर संकेत "शोधन राम दबाव ग्राफ" ( CatmanEasyपर), और बाएं क्लिक करें "पर शुरू" लक्ष्य को विनियमित करने के लिए दबाव.
    1. § 3.2.1 के चरण दोहराएं एक प्रवाह दर है कि वांछित विस्थापन दर से मेल खाती है पर विरूपण पंप शुरू करने के लिए (उदाहरण के लिए, ४.७१ मिलीलीटर की एक प्रवाह की दर/मिनट की एक विस्थापन दर के बराबर 10-2 mm/
    2. जब नमूना तनाव वांछित मूल्य तक पहुंच गया है, दोनों विकृति और शोधन पंप बंद करो और तापमान नियंत्रक के "ठेला" पर दो बार धक्का शमन शुरू करने के लिए, यानी, जल्दी से 200 डिग्री सेल्सियस के लिए तापमान ≈ की दर से कम करने के लिए 300 डिग्री सेल्सियस/
    3. तापमान कम हो रहा है, जबकि "भागो" और दो पंपों के लिए "निरंतर प्रवाह दर" का चयन पर बाएं क्लिक करके दोनों को परिष्कृत दबाव और विकृति पंपों शुरू करते हैं । शोधन पंप के लिए 0.5 मिलीलीटर/मिनट के लिए प्रवाह दर निर्धारित करें और विरूपण पंप के लिए 0.1 मिलीलीटर/, "भरें" पर बाएं क्लिक करें, और फिर प्रत्येक पंप के लिए "प्रारंभ" पर ।
    4. जब तापमान 200 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गया है, हीटिंग प्रोग्राम को दबाए रखने के लिए तापमान नियंत्रक के बटन "ठेला" पर दो बार पुश ।
    5. का प्रयोग करें "+" और "-" वेतन वृद्धि खिड़कियों के बाज़ पर दोनों पंपों के प्रवाह की दर को समायोजित करने के लिए, तो यह है कि 1) दबाव ≈ की दर से कम हो जाती है 5 MPa/प्रतिरूपण राम दबाव रहता है ≈ 50 MPa ऊपर के शोधन राम दबाव ।
    6. संपीड़न के दौरान, जब शोधन पंप भरा हुआ है, विरूपण पंप बंद करो, EV5, खुले EV4, और 20 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर पर § 3.7 के कदम दोहराने/पंप बंद करो जब तेल की मात्रा का ≈ 5% पंप में शेष हैं ।
      1. बंद EV4 और दोहराएं § 3.7 के कदम के लिए 3 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर पर पंप शुरू/पंप बंद करो जब पंप दबाव के रूप में परिष्कृत दबाव राम के दबाव मूल्य के बराबर होती है पर संकेत के रूप में CatmanEasy ("शोधन दबाव रैम" ग्राफ) ।
      2. खुला EV5, दोनों शोधन और विरूपण पंपों फिर से दबाव कम करने के लिए शुरू ("भरें" विकल्प) 0.5 और 0.1 मिलीलीटर की प्रवाह दरों का उपयोग कर/मिनट, और § 3.11.5 के कदम दोहराएं ।
    7. जब शोधन दबाव ≈ 100 MPa तक पहुंच गया है, तापमान नियंत्रक के बटन "ठेला" पर दो बार पुश करने के लिए 30 डिग्री सेल्सियस के तापमान में कमी । "ठेला" पर दो बार फिर पुश कार्यक्रम को रोकने के लिए ।
    8. जब दबाव दोनों पंपों में 0.1 MPa के आसपास है, पंप बंद करो और भट्ठी बंद (तापमान नियंत्रण कक्ष पर लाल बटन) और शीतलन प्रणाली स्विच ।

4. नमूना निकालें

  1. पुन: बेस प्लेट अनुकूलित clamps (चित्रा 7) का उपयोग कर दबाव पोत को संलग्न ।
  2. बंद EV5, EV6, V4, V5, V6, V7 और वी 8, ओपन V1, V2 और V3, और thermocouple और दबाव पोत के लिए शीतलन प्रणाली की ट्यूब हाल चलाना ।
  3. के रूप में ज्यादा संभव के रूप में शोधन और अंत लोड प्रेरक लिफ्ट करने के लिए हाथ पंप का प्रयोग करें ।
  4. § 3.2.1 के कदम को दोहराने के लिए 150 मिलीलीटर की एक प्रवाह दर पर विरूपण पंप शुरू करने के लिए और विकृति लिफ्ट ऊपर कुछ मिलीमीटर के शोधन से अधिक है ।
    चेतावनी: विरूपण गति से अधिक से अधिक 10 मिमी के लिए आंतरिक ओ-रिंगों को अलग करना से बचने के लिए शोधन के संबंध में नहीं हटना चाहिए ।
  5. बाहर ले (हाथ से या एक गाड़ी का उपयोग करके) पोत और पिस्टन (σ1, σ3, एंड-लोड और बेस प्लेट) से Griggs-type उपकरण ।
  6. σ1, σ3 और अंत लोड पिस्टन निकालें और पोत कार्यक्षेत्र पर उल्टा डाल दिया । एस-प्रकार thermocouple कनेक्टर unक्रू, अलग प्लास्टिक ट्यूबों को हटा दें, clamps खोल देना और बेस प्लेट और Mylar पंनी दूर ले ।
  7. पोत ईमानदार बारी, σ3 पैकिंग की अंगूठी के शीर्ष पर सीसा का एक टुकड़ा डाल दिया है और नीचे से नमूना विधानसभा प्रेस करने के लिए 40 टन हाइड्रोलिक प्रेस का उपयोग करें ।
  8. ध्यान से नमूना विधानसभा का उपयोग चिमटा और वक्र अत्याधुनिक स्केलपेल को ध्वस्त ।
    नोट: नमूना विधानसभा ध्वस्त करते हुए, thermocouple टिप की सही स्थिति के लिए जाँच करें और प्रयोग के दौरान संभव जैकेट रिसाव के किसी भी ट्रेस. यह यांत्रिक डेटा (तापमान ऑफसेट, संदूषण, आदि) की व्याख्या के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है । केवल नेतृत्व टुकड़ा (पिघलने के माध्यम से), thermocouple तारों और WC प्लग फिर अगले प्रयोग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

Representative Results

चित्र 9 शुद्ध कतरनी (co-अक्षीय) के दौरान नई जनरेशन Griggs-टाइप उपकरण से उत्पन्न तनाव-समय वक्र का एक उदाहरण दिखाता है 10-5 एस-1के एक तनाव दर पर Carrara संगमरमर (8 मिमी लंबी कोर नमूना) का पर्चा, का तापमान 700 डिग्री सेल्सियस और 1.5 GPa के एक शोधन दबाव । इस तरह के एक प्रयोग के दौरान, दबाव और तापमान दोनों पहली बार बढ़ रहे हैं, मुख्य रूप से पिघलने से NaCl को रोकने के लिए । पिघला हुआ NaCl नमूना के लिए बहुत संक्षारक है और यह thermocouple नुकसान अचल हो सकता है । बढ़ते दबाव और तापमान के क्रमिक कदम के साथ सभी-यहां "पंप चरण" (चित्रा 9) के रूप में निर्दिष्ट-सीसा टुकड़ा σ से तनाव स्थानांतरित द्वारा विकृत बनने से नमूने को रोकने का कार्य किया है1 σ के लिए3 और इसके विपरीत, नमूना विधानसभा में एक अधिक या कम isostatic तनाव राज्य को बनाए रखने.

जब लक्ष्य दबाव और तापमान प्राप्त कर रहे हैं, "गर्म दबाव" की अवधि लागू किया जा सकता है । हालांकि वैकल्पिक, आमतौर पर 24 घंटे की अवधि के इस कदम – विकृति से पहले नमूना पाउडर सिंटर करने के लिए आवश्यक हो सकता है, यदि लागू हो । σ1 पिस्टन/तो नमूना ख़राब करने के लिए उन्नत है, तथाकथित "विरूपण चरण" को जन्म दे रही है. इस बाद पहली बार एक खड़ी-विभेदक तनाव की कोमल वृद्धि (σ1 -σ3), जो 1 से प्रेरित घर्षण की वजह से है द्वारा विशेषता है) पैकिंग के छल्ले और 2) σ के बीच संपर्क की बढ़ती हुई सतह1 पिस्टन और सीसा टुकड़ा जबकि σ1 लीड के माध्यम से चलती है । इस "भागो" अनुभाग में एक पर्याप्त अवधि के लिए हिट बिंदु निर्धारित करने के लिए (σ1 पिस्टन और शीर्ष एल्यूमिना पिस्टन के बीच संपर्क) सही वक्र फिटिंग (चित्रा 9) द्वारा होना चाहिए । इस प्रयोजन के लिए, सीसा की एक महत्वपूर्ण मोटाई (≥ 2 मिमी) σ के बीच1 पिस्टन और एल्यूमिना पिस्टन σ1आगे बढ़ने शुरू करने से पहले की आवश्यकता है । जब शीर्ष एल्यूमिना पिस्टन के पास, सीसा एक पतली नमूना मोटाई के रूप में तेजी से बाहर निकाला है, नेतृत्व में तनाव सख्त और σ1 पिस्टन नमूना कॉलम पर जोर दे रहा है जब तक एक प्रगतिशील तनाव बढ़ाने को बढ़ावा देने के कारण । तनाव वक्र तो तेजी से बढ़ ऊपर तनाव की स्थिति है, जो सैद्धांतिक रूप से प्लास्टिक के व्यवहार को लोचदार से संक्रमण परिभाषित करता है (चित्रा 9) उपज । के रूप में अंतर तनाव को परिभाषित करने की आवश्यकता है, प्रयोग के हिट बिंदु बाद में "लोचदार" वक्र और "रन में" वक्र (चित्रा 9) के विस्तार के बीच चौराहे से मुजे है ।

जब विकृति अंत में बंद कर दिया है, तापमान बहुत जल्दी कमी आई है (≈ 300 डिग्री सेल्सियस/microstructures को संरक्षित करने के लिए । दबाव की एक भारी गिरावट जरूरी "नमूना शमन" के दौरान होता है, लेकिन इस ड्रॉप के बाद, दोनों σ1 और σ3 पिस्टन वापस हाइड्रोलिक मेढ़े में तेल के दबाव को कम करने के द्वारा धीरे से स्थानांतरित कर रहे है (≈ 5 MPa/ इस उतराई दरारें के गठन को सीमित करने के लिए आवश्यक है, हालांकि कुछ खुर अपरिहार्य है । प्रयोग के बाद, तनाव के समय वक्र बाद में हिट प्वाइंट से ऊपर विकृत नमूना के एक तनाव की वक्र उत्पादन करने के लिए सही है ( चित्रा 9में इनसेट देखें) । इन सुधारों में शामिल है 1) कठोरता/उपकरण और 2) पैकिंग के छल्ले और सीसा टुकड़ा15,19से प्रेरित घर्षण । चित्र 10 भी पोस्ट-प्रयोग नमूना विधानसभा के दो उदाहरण से पता चलता है, एक Carrara संगमरमर के मुख्य नमूना (चित्रा 10A और 10B) और एक olivine पाउडर sintered के एक दूसरे से युक्त है, और फिर 900 डिग्री सेल्सियस पर सामान्य कतरनी में विकृत और 1.2 पूर्व Griggs-प्रकार उपकरण23 (चित्रा 10C और 10D) का उपयोग कर GPa ।

Figure 1
चित्र 1: नई जनरेशन Griggs-प्रकार उपकरण. Griggs के योजनाबद्ध चित्र-प्रकार उपकरण अब Institut des साइंसेज de la टेरे d'Orléans (ISTO, फ्रांस) और इकोले सामान्यीकृत Supérieure डे पेरिस (िनों पेरिस, फ्रांस) में उपलब्ध है । जबकि नमूना विधानसभा दबाव पोत, उच्च शोधन दबाव और विभेदक तनाव के भीतर निहित हाइड्रोलिक मेढ़े और पिस्टन के माध्यम से स्वतंत्र सिरिंज पंपों द्वारा लागू कर रहे हैं/ तापमान एक प्रतिरोधक ग्रेफाइट भट्ठी के माध्यम से एक कम वोल्टेज/उच्च amperage विद्युत वर्तमान विधानसभा नीचे से इंजेक्शन का उपयोग कर वृद्धि हुई है (देखने के पक्ष देखें) । टंगस्टन कार्बाइड (WC) मरने की रक्षा करने के लिए, दबाव पोत भी ठंडा प्लेटों के माध्यम से ऊपर से नीचे से पानी के प्रवाह से ठंडा है/ कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2: नमूना असेंबली. टुकड़े कि नमूना विधानसभा रचना की विस्तृत दृश्य । σ1 पिस्टन, σ3 पिस्टन और आधार प्लेट भी दिखाया-पारदर्शिता में उनमें से भाग रहे है-Griggs प्रकार तंत्र के संबंध में प्रत्येक टुकड़ा की स्थिति का पता लगाने के लिए । एक समाक्षीय प्रयोग के एक) नमूना विधानसभा. ख) नमूना विधानसभा के दृश्य विस्फोट, एक "समाक्षीय" (सफेद) या "सामान्य कतरनी" नमूना (हरा) के लिए या तो. सीसा टुकड़ा और कम नमक टुकड़ा पारदर्शिता में दिखाया गया है । एक प्रयोग के दौरान तापमान की निगरानी करने के लिए इस्तेमाल किया एक mullite 2-होल आवरण S-प्रकार thermocouple के 3 डी दृश्य. WC = टंगस्टन कार्बाइड । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: NaCl पाउडर से बाहरी और भीतरी नमक के टुकड़ों को ठंडा प्रेस करने के लिए आवश्यक उपकरण । (30 एस के लिए 14 टन) और बाहरी नमक के टुकड़े की निकासी (बाएं), और संबंधित उपकरण घटकों के चित्र स्केल (दाएं) का उपयोग करने के दौरान एक) 3 डी विचार । (30 एस के लिए 6 टन) और भीतरी नमक टुकड़ा की निकासी (बाएं), और संबंधित उपकरण घटकों के चित्र स्केल (दाएं) के दौरान 3 डी विचार । कुछ हिस्सों में पारदर्शिता दिखाई जाती है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्रा 4: कम बाहरी नमक टुकड़ा ड्रिल करने के लिए आवश्यक उपकरण. (ऊपर) और (नीचे) ड्रिलिंग के दौरान 3 डी विचार से पहले एक) । ख) स्केल्ड आरेखण (3d, शीर्ष और पार्श्व दृश्य) उपकरण के (केवल एक भाग दिखाया गया है) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्र 5: प्लेटिनम जैकेट का उत्पादन करने के लिए आवश्यक उपकरण । क) 3 डी दृश्य (बाएं) और स्केल चित्र (सही) के लिए प्लेटिनम कप के उत्पादन की जरूरत उपकरण । 10 मिमी व्यास प्लैटिनम डिस्क पर धक्का करके, अपने बाहरी भाग 1 मिमी मोटाई पर एक कप आकार में ऊपर तुला है, ताकि यह में फिट और 8 मिमी व्यास प्लैटिनम जैकेट के साथ एक साथ वेल्डेड जा सकता है । ख) 3 डी देखें (ऊपर) और स्केल चित्र (नीचे) के लिए प्लेटिनम जैकेट के लिए एक प्लेटिनम कप वेल्ड (केवल शीर्ष टुकड़ा का आधा) की जरूरत है दिखाया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 6
चित्र 6: लीड मोहरा बनाने के लिए आवश्यक उपकरण. (30 एस के लिए 4 टन) पिघला हुआ सीसा (50 ग्राम) के दबाने के दौरान एक) 3 डी देखें । #2 घटक पारदर्शिता में दिखाया गया है । ख) लीड पीस के निष्कर्षण के दौरान 3d दृश्य (आयाम शीर्ष बाएं इनसेट में दिखाए जाते हैं) । C) उपकरण घटकों के स्केल्ड आरेखण । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 7
चित्रा 7: दबाव पोत को बेसल पिस्टन को ठीक करने के लिए clamps । दबाव पोत, बेसल पिस्टन और clamps के 3 डी दृश्य (ऊपर), और एक 3 डी दृश्य (नीचे) सहित एक क्लैंप के ऊपर और नीचे भागों के चित्र स्केल । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 8
चित्र 8: पंपों और कूलिंग सिस्टम का चाला । योजना के चाला-वाल्व सहित (V), इलेक्ट्रो-वाल्व (EV) और तेल टैंक (टी)-विरूपण पंप के (बैंगनी), शोधन पंप (नारंगी), दबाव पोत के शीतलन प्रणाली (हल्का नीला) और शोधन प्रणाली/अंत लोड रैम (पीला) । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 9
चित्र 9: प्रतिनिधि परिणाम । नई जनरेशन Griggs-प्रकार उपकरण का उपयोग करते हुए एक विकृति प्रयोग की एक तनाव समय वक्र का उदाहरण । यह प्रयोग एक कोर नमूना पर समाक्षीय प्रदर्शन किया गया है (8 मिमी लंबे) Carrara संगमरमर के 700 डिग्री सेल्सियस, 1.5 GPa और 10-5 एस-1के एक तनाव दर. यह परिणाम एक Griggs-प्रकार के प्रयोग के क्रमिक चरणों को दिखाता है, जिसमें 1) एक "पम्पिंग स्टेज" दबाव और तापमान को बढ़ाने के लिए, 2) एक "गर्म दबाने मंच" नमूना सिंटर करने के लिए, यदि लागू हो, 3) एक "विरूपण चरण" नमूना ख़राब करने के लिए, और 4) एक दबाव और तापमान में कमी करने के लिए "शमन चरण". विरूपण के दौरान, σ1 पिस्टन पहले नेतृत्व के माध्यम से अग्रिम ("भागो में" कदम), और फिर एल्यूमिना पिस्टन पर धक्का ठीक से ख़राब नमूना (हिट बिंदु से ऊपर), लोचदार के लिए वृद्धि दे तो प्लास्टिक व्यवहार (पाठ देखें) । तनाव से समय वक्र के सुधार के बाद घर्षण और कठोरता/तंत्र के विस्तार, एक तनाव की वक्र हिट प्वाइंट (इनसेट) से ऊपर का उत्पादन किया है । σ1 = σ द्वारा लागू तनाव1 पिस्टन; σ3 = σ द्वारा लागू तनाव3 पिस्टन; P = शोधन (isostatic) दाब; टी = तापमान । σ१-σ३ = विभेदक तणाव. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 10
चित्र 10: नमूना निष्कर्षण. A) नमूना असेंबली का निचला भाग चित्र 9में वर्णित प्रयोग के बाद निकाला गया । ख) Carrara संगमरमर का नमूना (अभी भी अपनी प्लेटिनम जैकेट में लिपटे) के बाद शुद्ध कतरनी विकृति पर 700 डिग्री सेल्सियस और नए Griggs प्रकार के उपकरण में 1.5 GPa । ग) olivine पाउडर sintered का एक नमूना युक्त एक नमूना विधानसभा का निचला हिस्सा है, और फिर 900 डिग्री सेल्सियस पर सामान्य कतरनी में विकृत और पूर्व Griggs प्रकार उपकरण के साथ 1.2 GPa23. घ) Olivine नमूना और एल्यूमिना कतरनी पिस्टन (अभी भी प्लेटिनम जैकेट में लिपटे) नमूना विधानसभा से निष्कर्षण के बाद । TC = Thermocouple । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Discussion

शुरू में, Griggs प्रकार तंत्र धीरे के रूप में विरूपण प्रयोगों प्रदर्शन करने के रूप में संभव के रूप में अंय तकनीकों की तुलना में भूवैज्ञानिक तनाव की दर दृष्टिकोण, यानी, सप्ताह, महीने या भी साल9से अधिक डिजाइन किया गया था । इस प्रकार, Griggs-प्रकार प्रयोगों के रूप में लंबे समय के रूप में बिजली की आपूर्ति और पानी ठंडा काम कर रहे हैं, विशेष रूप से रातोंरात जब कोई ऑपरेटर की आवश्यकता है चला सकते हैं । जैसा कि पहले उल्लेख किया है, Griggs प्रेस भी दबाव और तापमान स्थलमंडल में सामना की सीमा के अधिकांश का पता लगाने कर सकते हैं । हालांकि, इस तकनीक वर्तमान में कुछ सीमाएं है कि तनाव दृढ़ संकल्प की सटीकता को कम कर सकते है के अधीन है ।

एक Griggs प्रकार के प्रयोग की सफलता के कई महत्वपूर्ण बिंदुओं पर निर्भर करता है कि मुख्य रूप से thermocouple म्यान की गुणवत्ता में शामिल हैं, पैकिंग के छल्ले के आकार, और कतरनी पिस्टन के संरेखण (केवल सामान्य कतरनी प्रयोगों के लिए). दरअसल, thermocouple तारों को एक दूसरे से और रिफाइन्ड मीडियम (NaCl) से अच्छी तरह से अछूता होना चाहिए. अंयथा, तापमान रिकॉर्डिंग या तो नमूना कक्ष के बाहर दो तारों के छू के माध्यम से संशोधित किया जा सकता है, तापमान की एक नाटकीय वृद्धि करने के लिए अग्रणी (यह दबाव पोत तोड़ सकता है), या thermocouple टूट सकता है और प्रयोग विफल रहता है . प्रत्येक पैकिंग की अंगूठी की शीर्ष सतह (σ1 और σ3) फ्लैट और काफी बड़ी (लगभग आधा मिलीमीटर) होना चाहिए । यह दबाव बढ़ाने के दौरान किसी भी नेतृत्व रिसाव से बचने के लिए आवश्यक है । सामांय कतरनी प्रयोगों के लिए, ऊपर और नीचे कतरनी पिस्टन पूरी तरह से गठबंधन किया जाना चाहिए, ताकि कोई विषम विकृति प्रयोग के दौरान होता है । यदि नहीं, नमूना एक जैकेट रिसाव के माध्यम से परिष्कृत माध्यम के साथ संपर्क में आ सकता है, संभव संदूषण और नमूना विफलता को जंम दे रही है । इसके अलावा, इस तरह के एक जैकेट रिसाव की संभावना एक सामांय कतरनी प्रयोग में हो जाएगा अगर विकृति पिस्टन जल्दी पर्याप्त नहीं रोका है । प्लैटिनम जैकेट की क्षमता किसी भी तोड़ने के बिना विकृत किया जा रहा में काफी एक प्रयोग से दूसरे में भिंन हो सकते हैं । फिर भी, हालांकि कतरनी विरूपण पहले से अधिक गामा = 7 पर 2 मिमी मोटाई के नमूनों पर प्राप्त किया गया है (एक उदाहरण Heilbronner और Tullis24में दिया जाता है), एक गामा = 5 नियमित रूप से एक अच्छी सफलता दर और काफी उच्च कतरनी के साथ लागू किया जाता है उपभेदों नमूना मोटाई को कम करने के द्वारा प्राप्त किया जा सकता है ।

आजकल, Griggs प्रेस घर्षण प्रभाव है कि तनाव माप की सटीकता को कम करने के अधीन है, विशेष रूप से जब "हिट प्वाइंट" वक्र फिटिंग द्वारा परिभाषित किया गया है । घर्षण के अधिकांश होता है, जबकि विकृति पिस्टन σ1 पैकिंग अंगूठी, सीसा टुकड़ा और शोधन मध्यम (NaCl) के माध्यम से आगे बढ़ रहा है । इस तनाव के समय वक्र से देखा जा सकता है "रन में" विरूपण चरण (चित्रा 9) के कदम के दौरान, लेकिन यह भी हिट बिंदु के बाद लदान के दौरान । लोचदार व्यवहार नमूना कठोरता पर निर्भर नहीं है, जबकि Griggs-type उपकरण में नमूना शक्ति के साथ लोडिंग वक्र की ढलान बढ़ जाती है । यह मुख्य रूप से गैर लोचदार नमूना तनाव की वजह से है, जबकि σ1 पिस्टन नेतृत्व के माध्यम से धक्का । वास्तव में, उत्पादन तनाव की स्थिति से पहले लोड वक्र की ढलान नमूना के शुद्ध लोचदार लदान का प्रतिनिधित्व नहीं करता है, लेकिन विभिंन घटकों का एक संयोजन है कि घर्षण और कुछ नमूना विकृति/ दुर्भाग्य से, व्यवहार के इस प्रकार के रूप में यह नमूना शक्ति है, जो उच्च तापमान पर कम है पर निर्भर करता है शायद ही reproducible है, और घर्षण कि दृढ़ता से 3 से 9% के लिए बदलता है द्वारा प्रेरित त्रुटि18। इंडियम, विस्मुट या टिन की तरह कुछ अंय कमजोर सामग्री के बजाय सीसा19का इस्तेमाल किया गया है, लेकिन वे हमेशा 1 GPa से अधिक दबाव में कुछ रिसाव को जंम दे । इसके अलावा, जबकि किमी पैमाने पर वस्तुओं और बहुत धीमी गति से तनाव दरों (10-15-10-12 एस-1) के लिए भूवैज्ञानिक प्रयोजनों के लिए विचार किया जाना चाहिए, Griggs प्रकार तंत्र-किसी भी अंय विकृति उपकरण की तरह-नमूना आकार के मामले में सीमित है ( अधिकतम. 8 मिमी व्यास Griggs प्रेस के लिए) और तनाव दर (ंयूनतम 10-8 एस-1) । इन भूवैज्ञानिक स्थितियों वास्तव में अवास्तविक बलों और प्रयोग की अव्यावहारिक अवधि की आवश्यकता को लागू किया जाएगा । फिर भी, विकृति प्रयोगों और भूवैज्ञानिक परिस्थितियों के बीच इस अनिवार्य अंतर आंशिक रूप से संख्यात्मक मॉडल द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, बशर्ते कि प्रयोगशाला आधारित यांत्रिक कानूनों extrapolations के माध्यम से पूरी तरह से वैध हैं । यह निश्चित रूप से बेहतर सटीकता के साथ उच्च दबाव उपकरणों के विकास की आवश्यकता होती है, के रूप में गैस के एक दबाव मध्यम प्रकार के तंत्र (यानी, ± 1 MPa) में से एक के रूप में अच्छा है ।

वर्तमान में, केवल गैस-मध्यम उपकरणों rheological प्रयोगों प्रदर्शन करने के लिए पर्याप्त सटीक हैं, और उपलब्ध यांत्रिक कानूनों के अधिकांश Paterson तंत्र से 0.3 GPa के दबाव को परिष्कृत पर आते हैं । तनाव माप पर उच्च सटीकता मुख्य रूप से एक आंतरिक लोड सेल की उपस्थिति पर निर्भर करता है कि शोधन दबाव, एक बाहरी एक है कि केवल कमरे के दबाव ग्रस्त है, और एक गैस दबाव पोत है, जो अनुमति के साथ इसके संयोजन के विपरीत । कोई विशिष्ट डिज़ाइन लागू करें जिसे इस रूप में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता-एक ठोस-मध्यम प्रेस में है । आज, ठोस माध्यम तंत्र केवल एक बाहरी लोड सेल का उपयोग करता है-उनमें से कुछ भी किसी भी लोड सेल नहीं है-अंतर तनाव को मापने के लिए, एक गरीब संकल्प को जंम दे रही है और घर्षण की वजह से काफी अधिक अनुमान लगा ।

Griggs-प्रकार तंत्र में, एक पिघला हुआ नमक विधानसभा का उपयोग काफी नमूना (3 के एक पहलू से) के आसपास घर्षण को कम कर सकते हैं । लेकिन जैसा कि पहले उल्लेख किया है, यह भी आगे के मुद्दों को जंम देता है और तनाव माप की सटीकता Paterson उपकरण में है कि तुलना में 10 गुना कम रहता है । एक अंय दृष्टिकोण एक आंतरिक लोड सेल, या ऐसा ही कुछ लागू करने में शामिल होगा, Griggs प्रेस में घर्षण प्रभाव से छुटकारा पाने के लिए । इस तरह के उद्योग में पाया के रूप में आकार और "नियमित रूप से लोड कोशिकाओं", की क्षमताओं को ध्यान में रखते हुए, यह दबाव पोत के नमूना कक्ष के भीतर उनमें से कुछ शामिल करने के लिए अवास्तविक लगता है । वे परिष्कृत दबाव और एक उच्च क्षमता लोड सेल (अधिकतम 200 केएन), Griggs-प्रकार तंत्र में उच्च दबाव प्रयोगों के लिए आवश्यक के रूप में, और वे भी नमूना कक्ष में शामिल किया जा करने के लिए बहुत बड़ा होगा बनाए रखने नहीं कर सका । हालांकि, एक संभावना एक आंतरिक लोड सेल25के रूप में नमूना कॉलम के बेसल पिस्टन का उपयोग कर मतलब होगा, बशर्ते कि इसके विरूपण ठीक मापा जा सकता है (एंड्रियास K. Kronenberg, व्यक्तिगत संचार). इस आधार प्लेट के नीचे एक कमरे के लिए एक विशिष्ट लोड सेल है, जो नए Griggs प्रकार तंत्र में अनुमानित किया गया है अनुकूलित (चित्रा 1) की आवश्यकता है । लेकिन आज, ऐसे ठोस-मध्यम विकृति तंत्र में एक आंतरिक लोड सेल लागू किया जाना है ।

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

यह अध्ययन प्रो हैरी डब्ल्यू ग्रीन की स्मृति के लिए समर्पित है, जिनके बिना यह संभव होता नहीं है । हम भी Jörg Renner और सेबेस्तियन सांचेज डिजाइन और तंत्र को लागू करने में उनके प्रभाव के लिए, साथ ही साथ एंड्रियास K. Kronenberg, कालेब डब्ल्यू Holyoke III और तीन गुमनाम समीक्षक उनके फलदायक चर्चा और टिप्पणियों के लिए धन्यवाद । हम हमें और कई छात्रों को बुनियादी बातों और ठोस माध्यम विरूपण प्रयोगों के कई उपयोगी चालें शिक्षण के लिए जन Tullis के आभारी हैं । इस अध्ययन में ईआरसी RHEOLITH (ग्रांट २९०८६४), Labex वॉलटैर (ANR-10-LABX-100-01), Equipex PlaneX (ANR-11-EQPX-००३६) और ANR DELF (ANR-12-JS06-0003) द्वारा वित्त पोषित किया गया है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Griggs-type apparatus Sanchez Technologies (Corelab) TRI-X 6/1500 SD Solid-medium Griggs-type deformation apparatus
Sanchez Technologies (Corelab) Stigma pumps 1000/300 and 100/1500 hydraulic syringe pumps to apply pressure
Arbor press Schiltz PA.WZ.5000.530 Arbor press required to insert the sample assembly into the pressure vessel
Low-speed saw Presi Mecatome T180 Law-speed saw to cut alumina piston and mullite sheath
Presi LR02033 Diamond saw blade
40 tons hydraulic press CompaC APA 9040EH1-D 40-ton hydraulic press to press salt/lead pieces and extract the sample
Pressure vessel (and pistons) STRECON vessel A4071  Inner tungsten-carbide core inserted into a 1° conical steel ring and pre-stressed using the strip winding technique
STRECON Deformation piston Tungsten carbide piston to apply deformation
STRECON Confining piston Tungsten carbide piston to apply confining pressure
STRECON End-load piston Tungsten carbide piston to pre-stress the pressure vessel
PUK U3 Lampert PUK 5 welding microscope Fine welding system to weld the thermocouple and platinum jacket
Cooling system Ultracool Lauda UC 4 E1 PI5 SR BSP °C Cooler for the pressure vessel
Lauda Proline RP850 Cooler for the confining/end-load ram
Leath Schneider electric Eurotherm 2704 Temperature controller
Milling machine Enerpac P-142 Hand pump to lift up the confining/end-load ram
HBM 1-P3TCP/2000 bar Pressure transducer
HBM 1-P3TCP/500 bar Pressure transducer
HBM WA/10 mm Displacement transducer
HBM WA/50 mm Displacement transducer
HBM  1-C2/200 kN Load cell
Geoscience instrument Graphite furnace: graphite tube inserted between two pyrophyllite sleeves (custom-made)
McDanel MRD028330018858 Mullite Round Double Bore Tubing
Morgan Advanced Materials WH-Feuerfestkitt Ceramic glue
PRECIS T90 L Lathe
NSK EM-255 Diamond tool to parallelize alumina piston using the lathe
Mecanelec CDM – IP 1 – 5L/mn Flow meter for water cooling (pressure vessel)
Hedland H602A-0005-F1 Flow meter for oil cooling (confining/end-load ram)
Legris Série 21 double-self-sealing coupler for tube of the water cooling system
Corelab Falcon Software to monitor the hydraulic syringe pumps
HBM CatmanEasy-HP Software to record data
Schneider electric Eurotherm itools Software to set programs for the temperature controller
VWR 410-0114 Ceramic mortar
VWR 231-2322 Microspatule
VWR 459-0206 Ceramic recipient
VWR AnalaR NORMAPUR 27810.364 Sodium Chloride 99.9% purity
VWR Barnstead/Thermoline 48000 furnace Benchtop Muffle furnace for melting lead
DP/Précision Custom made Tools needed to produce the salt and lead pieces
Cincinnati TYPE PE-5 Milling machine
Memmert UNB 400 Oven to stock salt powder and salt pieces
Otelo Otelo 65220023 Tubing cutter for Platinum
Otelo BAITER 51600202 File tool
Otelo VADIUM 65172600 Diagional micro-cutter
Otelo VADIUM 65172620 Flat needle nose micro-pliers
SAM EMP-13J Round screw hollow punch
Professional Platic Chemfluor MFA Tube Minitube for isolating thermocouple wires
Radiospar RS 370-6717 S-type flat pin thermocouple connector
LEMER Lead (bulk)
Goodfellow FP301305 Polytétrafluoroéthylène - Film ; 0.15 mm thickness
Heraeus 81128696 Pure Platinum wire
Heraeus 81128743 Platinum90%/Rhodium10% wire
Alfa Aesar M11C056 Nickel foil 0.025 thickness annealed 99.5%
DP/precision Tools to produce the salt pieces and lead piece (custom-made)
Polyco Bodyguards GL890 Blue Nitrile Medical Examination gloves

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References

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Précigout, J., Stünitz, H., Pinquier, Y., Champallier, R., Schubnel, A. High-pressure, High-temperature Deformation Experiment Using the New Generation Griggs-type Apparatus. J. Vis. Exp. (134), e56841, doi:10.3791/56841 (2018).

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