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 ।
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 ।
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 है 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 है 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) ।
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 ।
The authors have nothing to disclose.
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 ।
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 |