تجربة تشوه ذات الضغط العالي، وارتفاع درجة الحرارة باستخدام جهاز الجيل الجديد من نوع غريغز
Summary
يحتاج تشوه الصخور كمياً في ارتفاع الضغط. ويرد هنا وصف الإجراء للقيام بتجارب التشوه في جهاز من نوع غريغز صلبة متوسطة مصممة حديثا. وهذا يوفر الأساس التكنولوجي للدراسات المستقبلية انسيابية عند ضغوط تصل إلى 5 برنامج العمل العالمي.
Abstract
من أجل معالجة العمليات الجيولوجية في أعماق كبيرة، ينبغي من الناحية المثالية اختبار تشوه الصخور في الضغط العالي (0.5 > برنامج العمل العالمي)، وارتفاع درجة الحرارة (> 300 درجة مئوية). ومع ذلك، بسبب دقة منخفضة الإجهاد الحالي الصلبة المتوسطة ضغط الأجهزة، قياسات عالية الدقة اليوم مقيدة لتجارب تشوه الضغط المنخفض في جهاز ضغط الغاز المتوسطة. ويرد هنا جيل جديد من الأجهزة الصلبة المتوسطة مكبس اسطوانة (“غريغز من نوع”). قادرة على القيام بتجارب تشوه الضغط العالي يصل إلى 5 برنامج العمل العالمي وتهدف إلى التكيف مع خلية تحميل داخلية، جهاز جديد يتيح إمكانات لإقامة أساس تكنولوجية للضغط العالي ريولوجيا. تقدم هذه الورقة المستندة إلى الفيديو وثائق مفصلة للإجراء (باستخدام الجمعية الملح الصلبة “التقليدية”) القيام بتجارب ذات الضغط العالي، وارتفاع درجة الحرارة مع الجهاز من نوع غريغز المصممة حديثا. ممثل نتيجة عينة الرخام كارارا مشوهاً عند 700 درجة مئوية، 1.5 برنامج العمل العالمي و 10 s-5 -1 مع الصحافة الجديدة وتعطي أيضا. منحنى الإجهاد-الوقت ذات الصلة توضح جميع الخطوات لتجربة من نوع غريغز، ومن تزايد الضغط ودرجة حرارة عينة تبريد عندما يتم إيقاف التشوه. جنبا إلى جنب مع التطورات المستقبلية، ثم ناقش الخطوات الحاسمة والقيود المفروضة على الجهاز غريغز.
Introduction
تشوه الصخور واحدة من أهم العمليات الجيولوجية. وهو يساهم بشدة للظواهر البشرية-مقياس الوقت، مثل الزلازل أو الانهيارات الأرضية، ولكن أيضا للحركات الجماهيرية الواسعة النطاق من الغلاف الخارجي الصلبة في الكواكب الأرضية، بما فيها الصفائح التكتونية على الأرض1. على سبيل المثال، اعتماداً على ريولوجيا من القشرة الأرضية مثل شل، الذي يحدد قوة عباءة كل من القشرة وصرد الفرعية (
1200 درجة مئوية)، مخطط الصفائح التكتونية والميزات ذات الصلة قد تختلف إلى حد كبير من2،3 ،،من45. من ناحية، مطلوب وجود قوي عباءة العلوي و/أو السفلي من القشرة لإدامة الأحزمة الجبلية أو استقرار مناطق الاندساس6. ولكن من ناحية أخرى، أظهرت النماذج العددية أيضا أن لوحة لا يمكن وضع حدود من عباءة الحراري إذا كانت القشرة الأرضية قوية جداً، مما يؤدي إلى سلوك غطاء جامدة كما لاحظ على فينوس7. وهكذا، قد قوة القشرة الأرضية وفق ما تمليه ريولوجيا روك عنصر تحكم مباشر في سلوك لوحة تشبه الكواكب النشطة.
لأكثر من نصف قرن، حقق ريولوجيا روك في درجات حرارة عالية (> 300 درجة مئوية)، مما أدى إلى دولة من بين أحدث التقنيات التي تختلف أساسا في نطاق الضغوط التي يمكن أن تحقق. وهذا يشمل الغاز والمتوسطة باترسون–نوع الجهاز8 عند ضغوط منخفضة نسبيا (< 0.5 برنامج العمل العالمي)، الصلبة والمتوسطة غريغز-نوع الجهاز9،10،11 في المتوسط إلى ضغوط عالية (0.5-5 برنامج العمل العالمي)، و 12،جهاز تشوه-ديا13 (دايا: تصل إلى 20 ~ GPa) أو خلية سندان الماس في ضغوط عالية جداً14 (تصل إلى أكثر من 100 برنامج العمل العالمي). وهكذا، أن الضغوط ودرجات الحرارة التي تصادف في أعماق الأرض في الوقت الحاضر يمكن تجريبيا. ومع ذلك، تشوه الصخور أيضا يعتمد على الضغط التفاضلي الذي يحتاج إلى أن يقاس بدرجة عالية من الدقة والدقة، حتى أنه يمكن صياغة علاقات التأسيسي. فضل المتوسط حصر الغاز، جهاز باترسون، هو اليوم الوحيد تقنية قادرة على إجراء قياسات الإجهاد بدقة كافية (± 1 الآلام والكروب الذهنية) لاستقراء البيانات استكشاف ما يزيد على 6 من حيث الحجم في معدل الضغط، ولكن يمكن فقط تشوه العمليات في ضغوط منخفضة. على العكس من ذلك، الأجهزة الصلبة والمتوسطة يمكن أن تشوه الصخور في الضغوط العالية، ولكن مع دقة أقل من قياسات الإجهاد. في حين قدرت الإجهاد دقة ± 30 MPa غريغز-نوع الجهاز15،16، دايا على أساس السنكروتروني تنتج القوانين الميكانيكية مع خطأ أكثر من الآلام والكروب الذهنية ± 10017. في الجهاز من نوع غريغز، الإجهاد يمكن أيضا المغالاة في تقدير نسبة تصل إلى 36 في المائة فيما يتعلق بقياسات الضغط في أحد باترسون15. إجراء قياسات الضغط صحيحة ودقيقة على ضغوط عالية ودرجات حرارة عالية-ولذلك يظل تحديا كبيرا في مجال علوم الأرض.
ألواح الاندساس العميق حيث الضغوط قد تتجاوز 5 باستثناء برنامج العمل العالمي، الجهاز من نوع غريغز، هو حاليا تقنية أكثر ملائمة لدراسة العمليات تشوه إزاء الضغط (< 4 GPa) ودرجة الحرارة ( 1200 درجة مئوية) نطاقات في جزء كبير من القشرة الأرضية. وعلى هذا الأساس، بذلت مساعي كبيرة في التسعينات من القرن الماضي لتحسين قياسات الإجهاد، خاصة من أجل تقليل آثار الاحتكاك باستخدام خليط الملح سهلة كوسيلة حصر حوالي11،عينة18. إنشاء جمعية ملح المنصهر أدت إلى دقة أفضل من قياس الإجهاد، تقليل الخطأ من ± 30 ± 10 الآلام والكروب الذهنية15،19، ولكن قد صودفت عيوب إضافية عند تطبيق هذا النوع من الجمعية. هذه لديها كثير أقل معدل نجاح، صعوبات كبيرة القيام بتجارب غير محوري (القص)، وأكثر تعقيداً الجمعية عينة. وعلاوة على ذلك، يظل دقة قياسات الإجهاد أقل عشر مرات من جهاز باترسون–نوع الضغط المنخفض. هذه القضايا الحد من التحديد الكمي للعمليات انسيابية باستخدام الجهاز من نوع غريغز، اليوم هو أكثر شيوعاً تطبيقها على استكشاف عمليات التشويه والمجهرية ذات الصلة بهم. نهجاً جديداً ولذلك سيتعين إجراء التقدير الكمي انسيابية في الضغوط العالية الممتد.
ويعطي هذا الورقة وثائق مفصلة لإجراء “التقليدية” لإجراء تجارب الضغط العالي تشوه باستخدام جهاز من نوع غريغز صلبة متوسطة مصممة حديثا. في إطار جديد “غريغز” مختبرات تنفذ في ISTO (أورليان، فرنسا) و ENS (باريس، فرنسا)، الغرض الرئيسي صحيح توضيح كل خطوة بروتوكول في التفاصيل، حتى أنه يمكن أن يقرر العلماء من كافة الحقول إذا كان الجهاز لا مناسبة أو لا لأهدافها من الدراسة. كما تناقش الخطوات الحاسمة والقيود المفروضة على هذه الدولة للفنون التقنية، جنبا إلى جنب مع النهج الجديدة والتطورات المحتملة في المستقبل.
جهاز غريغز من نوع جديد
تستند إلى تقنية اسطوانات المكبس، غريغز-نوع الجهاز الذي تم سابقا صممه ديفيد غريغز ت. في عام 19609، وثم تعديل بواسطة الأخضر الأميركي هاري في ثمانينيات القرن الماضي11 (أساسا لتحقيق أعلى الضغوط أثناء التشوه تجارب). وفي كلتا الحالتين، يتميز جهاز غريغز، إطار معدني الذي يتضمن: 1) ثلاثة بلاتينس الأفقية التي شنت على الأعمدة الرأسية، 2) رئيسية اسطوانة هيدروليكية (حصر ضغط ذاكرة الوصول العشوائي) علقت التجويف البلاتيني الأوسط و 3) علبة تروس تشوه ومكبس /actuator ثابت على رأس التجويف البلاتيني العلوي (الشكل 1). “حصر” ذاكرة الوصول العشوائي وتشوه المحرك ترتبط كل بيستونز المستقلة التي ترسل قوات إلى الجمعية عينة داخل وعاء ضغط. مع تلك سفينة، يتحقق التشوه في حصر الضغوط ليصل إلى 2 أو 5 برنامج العمل العالمي، اعتماداً على الجهاز والقطر للجمعية عينة.
وبفضل فرن مقاومة، هو زيادة درجة حرارة العينة بتأثير جول (حتى ≈1300 درجة مئوية20)، بينما السفينة ضغط المياه المبردة في أعلى وأسفل. في التصميم للأخضر، يتضمن جهاز غريغز، أيضا نظام لتحميل نهاية هوموجينيزيس الإجهاد المسبق في وعاء الضغط (الشكل 1). هذا يسمح لتحقيق تجارب التشوه عند ضغوط أعلى (بحد أقصى 5 GPa)، لا سيما باستخدام صغيرة تحمل في وعاء الضغط. لمزيد من التفاصيل حول الصحافة غريغز، يشار القراء وصفاً ممتازا لتصميم جهاز غريغز معدلة من ريباكي et al. 19.
الناشئة عن تعاون وثيق بين معهد علوم de la Terre d ‘ أورليان (ISTO، فرنسا) و مدرسة المعلمين العليا بباريس (ENS باريس، فرنسا)، الجهاز غريغز من نوع الجيل الجديد هو مباشرة على أساس التصميم من ح . الأخضر الأميركي11، ولكن بعض التحسينات قد بذلت للامتثال للمعايير الأوروبية لسلامة تجارب ذات الضغط العالي. في هذه الصحافة الجديدة، تدفعها المحركات حصر وتشوه مضخات تسيطر عليها مضاعفات الحقن الهيدروليكية، مما يتيح إمكانية القيام بتحميل ثابت أو تجارب التشرد المستمر في ضغوط عالية (تصل إلى 5 GPa). الضغط (مكابس) حصر والقوة، والتشريد تراقب على التوالي باستخدام أجهزة استشعار الضغط النفط، خلية تحميل (بحد أقصى 200 كيلو نيوتن) والتشرد محولات الطاقة (الشكل 1). يتكون وعاء الضغط الأساسية الداخلية كربيد التنغستن (مرحاض) إدراجها في حلقة 1° الصلب مخروطية وأكد مسبقاً باستخدام قطاع اللف تقنية21. لنقل القوات، تكمن الجمعية السفينة ونموذج الضغط بين المكابس مرحاض القابلة للإزالة التي تشمل تشوه مكبس (σ1)، حصر المكبس (σ3) ونهاية-تحميل المكبس والصفيحة القاعدية (الشكل 1). جنبا إلى جنب مع التبريد العادية في أعلى وأسفل وعاء الضغط، تتدفق المياه من خلال السفينة الصلب حول جوهر كربيد التنغستن داخل ثقوب قطرها 6 مم لتحسين التبريد (الشكل 1). يتم تبريد الاسطوانة الهيدروليكية لضغط حصر أيضا بتدفق زيت سيليكون. In addition، وضع الجهاز التشوه في أورليان توظف عينة أكبر حجم إلى 8 مم، حتى يتسنى تحسين 1) المجهرية، و 2) غريغز الصحافة والصحافة باترسون حصة بعدا نموذج مشترك لإجراء المقارنات المستقبلية. وهذا يتطلب أن تتحمل زيادة قطر المرحاض في وعاء الضغط (27 مم، بدلاً من 1 بوصة، أي 25.4 مم)، الحد أقصى ضغط ممكن على 3 برنامج العمل العالمي.
تصف هذه الورقة الداخلي القيام بتجربة مع جهاز غريغز من نوع جديد، الذي يتضمن وصفاً لجميع القطع التي تؤلف الجمعية التقليدية الصلبة-الملح العينة تستخدم الألومينا بيستونز (2Bالشكل 2 ألف و )، فضلا عن الخطوات المتعاقبة التي تنتج منها وإدخالها في وعاء الضغط. ويتبع هذا الوصف في أجزاء كبيرة الروتينية للبلدان المتقدمة النمو على مدى سنوات عديدة بالبروفيسور يان تثليس، وزملاء العمل في جامعة براون (R.I.، الولايات المتحدة الأمريكية). الجمعية العينة الناتجة مناسبة تماما لأداء co-المحوري (القص النقي) أو غير محوري (القص عامة) تشوه التجارب عبر النطاق الكامل للضغوط ودرجات الحرارة على الجهاز من نوع غريغز. بينما تجربة قص نقي يتطلب عادة عينة المسحوقية حفر لمدة معينة (عادة إيتش تو مرات قطر العينة)، تشوه قص عامة يطبق عادة إلى منطقة قطع في 45° إلى محور المكبس (الشكل 2). يمكن أن تكون المواد عينة أما شريحة عينة أساسية أو مسحوق موضوعة بدقة حجم الحبوب المختارة. كل قطعة ملفوفة في إحباط معدنية وتغلف داخل أنبوب البلاتين ملحومة (أو مطوية مسطحة) في كلا الجانبين. يتم رصد درجة الحرارة عادة استخدام S-نوع (Pt90%سبائك10% Rd) أو نوع K (سبائك ني) الحرارية، ولكن فقط إعداد الحرارية من نوع S استخدام أنبوب 2-ثقب الألواح الخشبية موليت هنا وصف (الشكل 2).
Protocol
Representative Results
Discussion
في البداية، صمم الجهاز من نوع غريغز، إلى تجارب تشوه بطء أداء ممكن لمعدلات السلالة الجيولوجية نهج أقرب من التقنيات الأخرى، أيما يزيد على أسابيع أو أشهر أو حتى سنوات9. وهكذا، قد تشغيل التجارب من نوع غريغز طالما إمدادات الطاقة الكهربائية ومياه التبريد عاملة، وبين عشية وضحاها لا سيما عندما لا يوجد مشغل مطلوب. كما ذكر من قبل، ويمكن أيضا استكشاف الصحافة غريغز أكثر من مجموعة الضغط ودرجة الحرارة التي تصادف في القشرة الأرضية. ومع ذلك، هذا الأسلوب حاليا يخضع لبعض القيود التي قد تحد من دقة تحديد الإجهاد.
ويعتمد نجاح تجربة من نوع غريغز على العديد من النقاط الحرجة التي تشمل أساسا نوعية غمد الحرارية، الشكل الخواتم التعبئة، ومحاذاة بيستونز القص (فقط لتجارب القص عامة). في الواقع، ينبغي أن يكون معزولاً الأسلاك الحرارية جيدا من بعضها البعض ومن المتوسطة حصر (كلوريد الصوديوم). وبخلاف ذلك، قد يكون تسجيل درجة الحرارة أما التعديل من خلال لمس الأسلاك اثنين خارج قاعة عينة، مما أدى إلى زيادة كبيرة في درجة الحرارة (وهذا يمكن أن يكسر وعاء الضغط)، أو قد كسر الحرارية وفشل التجربة . يجب أن يكون السطح العلوي لكل حلقة التعبئة (σ1 و σ3) مسطحة وكبيرة بما يكفي (حوالي نصف ملليمتر). وهذا المطلوب لتجنب أي تسرب الرصاص أثناء زيادة الضغط. تجارب القص عامة، وأعلى وأسفل القص بيستونز ينبغي تماما مواءمة، حيث أن أي تشوه غير متناظرة يحدث أثناء التجربة. إذا لم يكن الأمر كذلك، العينة قد تتلامس المتوسطة حصر من خلال تسرب سترة، مما يؤدي إلى التلوث المحتمل، والإخفاق في عينة. وباﻹضافة إلى ذلك، يرجح أن يحدث تسرب سترة في تجربة قص عامة إذا لم توقف المكبس تشوه مبكر. قد تختلف قدرة سترة البلاتين في يجري مشوه دون أي كسر كثيرا من تجربة واحدة إلى آخر. ومع ذلك، على الرغم من أن تشوه القص قد تحقق فعلا في أكثر من أشعة غاما = 7 في عينات سمك 2 مم (يتم إعطاء مثال في هيلبرونر وتثليس24)، غاما = 5 يطبق بشكل روتيني مع نسبة النجاح جيدة وأعلى بكثير من القص ويمكن تحقيق سلالات بتقليل سمك العينة.
في الوقت الحاضر، يخضع الصحافة غريغز آثار الاحتكاك بتقليل دقة قياسات الإجهاد، لا سيما عند “نقطة الانطلاق” تعريف بملائمة منحنى. معظم من الاحتكاك يحدث حين تتقدم المكبس تشوه من خلال حلقة التعبئة1 σ، تؤدي قطعة وحصر المتوسطة (كلوريد الصوديوم). وهذا يتضح من منحنى الإجهاد-الوقت أثناء الخطوة “التشغيل” للمرحلة التي تشوه (الشكل 9)، ولكن أيضا أثناء تحميل بعد ضرب نقطة. بينما السلوك مرنة لا يتوقف على صلابة العينة، يزيد انحدار منحنى التحميل مع قوة العينة في الجهاز من نوع غريغز. هذا يرجع أساسا إلى إجهاد العينة غير المرنة في حين يدفع المكبس1 σ من خلال القيادة. وفي الواقع، منحنى منحدر التحميل قبل لا تمثل ظروف الإجهاد الغلة تحميل مطاطا النقي عينة، بل مزيج من العناصر المختلفة التي تشمل الاحتكاك وبعض نماذج تشوه/الضغط. للأسف، هذا النوع من السلوك يكاد استنساخه كما أنها تعتمد على قوة عينة، وانخفاض في درجة حرارة عالية، والخطأ الناجم عن الاحتكاك الذي يختلف بشدة من 3 إلى 9%18. وقد استخدمت بعض المواد الأخرى الأضعف مثل الإنديوم أو البزموت أو تين بدلاً من الرصاص19، ولكن دائماً تؤدي إلى تسرب بعض الضغوط أعلى من 1 في برنامج العمل العالمي. وباﻹضافة إلى ذلك، بينما كم قياس الكائنات ومعدلات السلالة بطيئة جداً (10-15-10-12 s-1) يجب أن تؤخذ للأغراض الجيولوجية، الجهاز من نوع غريغز-مثل غيرها من الأجهزة تشوه-محدودة من حيث حجم العينة ( كحد أقصى. 8 مم للصحافة غريغز) ومعدل الضغط (كحد أدنى 10 s-8 -1). وتتطلب هذه الظروف الجيولوجية القوات غير واقعية بل وغير عملي مدة التجربة تطبيقها. ومع ذلك، هذه الفجوة لا مفر منها بين تجارب تشوه والظروف الجيولوجية قد جزئيا الاستعاضة بالنماذج العددية، شريطة أن تكون صالحة تماما من خلال استقراء القوانين الميكانيكية المستندة إلى المعمل. وهذا يتطلب بالتأكيد تطوير التجهيزات ذات الضغط العالي بدقة أفضل، على الأقل جيدة الواحدة من الغاز-الضغط-المتوسطة-نوع الجهاز (أي، ± 1 الآلام والكروب الذهنية).
في الوقت الحاضر، إلا أجهزة الغاز والمتوسطة دقيقة بما يكفي القيام بتجارب انسيابية، وتأتي معظم القوانين الميكانيكية المتاحة من الجهاز باترسون في حصر الضغط 0.3 برنامج العمل العالمي. درجة عالية من الدقة في قياسات الضغط أساسا يعتمد على وجود خلية التحميل الداخلي الذي يخضع لضغط حصر، على النقيض من واحدة خارجية التي يعاني فقط غرفة الضغط، وفي التركيبة مع سفينة ضغط غاز، الذي يسمح تطبيق تصميم محددة التي لا يمكن نقلها كفى بيان صحفي الصلبة المتوسطة. اليوم، يستخدم الجهاز الصلبة والمتوسطة فقط خلية تحميل خارجية – بعض منهم لا يملكون أي خلية التحميل – لقياس الضغط التفاضلي، مما أدى إلى قرار الفقراء والمبالغة في تقدير كبير بسبب الاحتكاك.
في الجهاز من نوع غريغز، باستخدام جمعية الملح المنصهر قد يقلل الاحتكاك حول العينة (بمعامل 3). ولكن كما ذكر من قبل، فإنه يثير أيضا قضايا أخرى ودقة قياس الإجهاد تظل أقل 10 مرات في الجهاز باترسون. نهج آخر يتمثل في تنفيذ خلية تحميل داخلية، أو شيئا من هذا القبيل، للتخلص من آثار الاحتكاك في الصحافة غريغز. وبالنظر إلى حجم وقدرات خلايا الحمل “العادية”، مثل وجدت في هذه الصناعة، وعلى ما يبدو غير واقعي لتشمل بعض منهم داخل قاعة عينة من وعاء الضغط. يمكن أن لا تدعم ضغط حصر وخلية تحميل ذات سعة عالية (بحد أقصى 200 kN)، مثل المطلوبة لإجراء تجارب الضغط العالي في الجهاز من نوع غريغز، وأنها ستكون كبيرة جداً لإدراجها في قاعة عينة. ومع ذلك، يعني ضمناً احتمال واحد استخدام المكبس القاعدية للعمود عينة خلية تحميل داخلية25، شريطة أن يمكن أن تشوه دقة قياس (أندرياس K. كروننبرج، الاتصالات الشخصية). وهذا يتطلب غرفة تحت الصفيحة القاعدية التكيف مع خلية تحميل محددة، الذي كان متوقعا في الجهاز غريغز من نوع جديد (الشكل 1). ولكن اليوم، يظل خلية تحميل داخلية في الجهاز تشوه الصلبة المتوسطة التي ستنفذ.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذه الدراسة مكرس لذكرى البروفسور هاري دبليو الأخضر، دونهم لا شيء من هذا كان ممكناً. ونشكر أيضا يورغ رينر وسيباستيان سانشيز لآثارها في تصميم وتنفيذ الجهاز، فضلا عن أندرياس K. كروننبرج، كالب جورج هوليوك الثالث وثلاثة مراجعين المجهول لمناقشات مثمرة والتعليقات. ونحن ممتنون يان تثليس تعليم لنا والعديد من الطلاب الأساسيات وحيل مفيدة كثيرة من تجارب تشوه الصلبة المتوسطة. تم تمويل هذه الدراسة من رهيوليث منسق الإغاثة الطارئة (منحة 290864) وفولتير لابيكس (ANR-10-لابكس-100-01)، اكويبيكس PlaneX (ANR-11-اقبكس-0036) و ANR DELF (ANR-12-JS06-0003).
Materials
| 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 |
Riferimenti
- Le Pichon, X. Sea-Floor Spreading and Continental Drift. J. Geophys. Res. 73 (12), 3661-3697 (1968).
- Buck, W. R. Modes of continental Lithospheric Extension. J. Geophys. Res. 96 (B12), 20161-20178 (1991).
- Bercovici, D. The generation of plate tectonics from mantle convection. EPSL. 205 (3-4), 107-121 (2003).
- Frederiksen, S., Braun, J. Numerical modelling of strain localisation during extension of the continental lithosphere. EPSL. 188 (1-2), 241-251 (2001).
- Gueydan, F., Morency, C., Brun, J. -. P. Continental rifting as a function of lithosphere mantle strength. Tectonophysics. 460 (1-4), 83-93 (2008).
- Burov, E. B., Watts, A. B. The long-term strength of the continental lithosphere: “Jelly sandwich” or “crème brûlée”. GSA today. 16 (1), 4-10 (2006).
- Tackey, P. J. Mantle Convection and Plate Tectonics: Toward an Integrated Physical and Chemical Theory. Science. 288 (5473), 2002-2007 (2000).
- Paterson, M. S. A high-pressure, high-temperature apparatus for rock deformation. Int. J. Rock Mec. Min. Sci. Geomec. Abs. 7 (5), 517-524 (1970).
- Griggs, D. J. Hydrolytic weakening of quartz and other silicates. Geophys. J. Int. 14 (1-4), 19-31 (1967).
- Tullis, T. E., Tullis, J., Hobbs, B. E., Heard, H. C. Experimental Rock Deformation Techniques. Mineral and Rock Deformation: Laboratory Studies: The Paterson Volume. Geophys. Mono. Series. 36, 297-324 (1986).
- Green, H. W., Borch, R. S. A New Molten Salt Cell for Precision Stress Measurements at High Pressure. Eur. J. Mineral. 1 (2), 213-219 (1989).
- Wang, Y., Durham, W. B., Getting, I. C., Weidner, D. J. The deformation-DIA: A new apparatus for high temperature triaxial deformation to pressures up to 15 GPa. Rev. Sci. Instrum. 74, 3002-3011 (2003).
- Kawazoe, T., Ohuchi, T., Nishiyama, N., Nishihara, Y., Irifune, T. Preliminary deformation experiment of ringwoodite at 20 GPa and 1700 K using a D-DIA apparatus. J. Earth. Sci. 21 (5), 517-522 (2010).
- Nomura, R., Azuma, S., Uesugi, K., Nakashima, Y., Irifune, T., Shinmei, T., et al. High-pressure rotational deformation apparatus to 135 GPa. Rev. Sci. Instrum. 88 (4), 044501 (2017).
- Holyoke, C. W., Kronenberg, A. K. Accurate differential stress measurement using the molten salt cell and solid salt assemblies in the Griggs apparatus with applications to strength, piezometers and rheology. Tectonophysics. 494 (1-2), 17-31 (2010).
- Kido, M., Muto, J., Nagahama, H. Method for correction of differential stress calculations from experiments using the solid salt assembly in a Griggs-type deformation apparatus. Tectonophysics. 672-673, 170-176 (2016).
- Mei, S., Suzuki, A. M., Kohlstedt, D. L., Dixon, N. A., Durham, W. B. Experimental constraints on the strength of the lithospheric mantle. J. Geophys. Res. 115, B08204 (2010).
- Gleason, G. C., Tullis, J. A flow law for dislocation creep of quartz aggregates determined with the molten salt cell. Tectonophysics. 247 (1-4), 1-23 (1995).
- Rybacky, E., Renner, J., Konrad, K., Harbott, W., Rummel, F., Stöckhert, B. A Servohydraulically-controlled Deformation Apparatus for Rock Deformation under Conditions of Ultra-high Pressure Metamorphism. PAGEOPH. 152, 579-606 (1998).
- Zhang, J., Green, H. W. Experimental Investigation of Eclogite Rheology and Its Fabrics at High Temperature and Pressure. J. Metam. Geol. 25 (2), 97-115 (2007).
- Groenback, J. Application of stripwound tools in high and low volume cold-forging production, (7th Int. Cold Forging Congress, Birmingham 1985). Drahtwelt. 72, 10-11 (1985).
- Li, Z., Li, J. Melting curve of NaCl to 20 GPa from electrical measurements of capacitive current. Am. Min. 100 (8-9), 1892-1898 (2015).
- Précigout, J., Stünitz, H. Evidence of phase nucleation during olivine diffusion creep: A new perspective for mantle strain localization. EPSL. 455, 94-105 (2016).
- Heilbronner, R., Tullis, J. Evolution of c axis pole Figures and grain size during dynamic recrystallization: Results from experimentally sheared quartzite. J. Geophys. Res. 111, B10202 (2006).
- Blacic, J. D., Hagman, R. L. Wide-band optical-mechanical system for measuring acoustic emissions at high temperature and pressure. Rev. Sci. Instrum. 48, 729-732 (1977).
